Hogyan nőnek vissza a lábak
A test egy részének elvesztése tartós - de ez a szabály nem vonatkozik az axolotlra az embereknél: a bizarr gőte arról híres, hogy képes újratenyészteni az elveszett végtagokat. Most a kutatók fontos betekintést nyertek e rejtélyes regenerálódási képesség alapjaiba: Géntechnológiával módosított kísérleti állatok segítségével szó szerint rávilágíthattak arra, hogy mely szövetek fejlesztik az őssejtszerű tulajdonságokat, amelyek lehetővé teszik a növekedést. A kutatók szerint a modern regeneratív orvoslásnak végső soron haszna származhat az eredményekből.
Hogyan lehetséges ez és miért nem működik más állatokkal, beleértve az embereket is? Egy ideje a kutatások a kétéltűek egyes képviselőinek lenyűgöző regeneráló képességére összpontosítanak. Különösen az axolotl (Ambystoma mexicanum), amely a mexikói tavakban fordul elő, ebben az összefüggésben mintaállattá vált. A tudósok már felfedtek néhány titkát: Amikor az axolotl elveszíti a lábát, a sejtek először a keletkező csonk közelében halmozódnak fel - egy speciális blastema néven ismert szövet képződik. Ezután egy teljesen funkcionális lábfejlődik ki ebből a struktúrából, amely, mint elődje, sok szövetből és sejttípusból áll, például izmokból, neuronokból vagy kötőszövetekből.
Melyik magyarázat helyes?
Eddig azonban nem volt világos, hogyan fejlődhetnek a végtagképző blastema sejtek az érett szövetből. Eddig két magyarázat volt erre: egyrészt az axolotl kötőszövetében szunnyadó őssejtek lehetnek, amelyek aktiválásra várnak. A másik hipotézis azt sugallja, hogy az érett kötőszöveti sejtek reagálhatnak a végtagvesztésre azáltal, hogy végtag progenitor sejtekké regresszálódnak, hasonlóan az embriókban találhatókhoz.
A helyes magyarázat azonosítása érdekében egy nemzetközi kutatócsoport mára kifejlesztett génmódosított axolotl tenyésztési vonalakat. Ezen állatok kötőszöveti sejtjei molekuláris jelölések révén fluoreszkáló fényt bocsátanak ki, ezért pontosan megfigyelhetők. Ezenkívül a tudósok genetikai módszerekkel vizsgálták bizonyos örökletes tényezők aktivitását az axolotl releváns szöveteiben. Ily módon a csapatnak sikerült kiderítenie a blastema progenitor sejtek eredetének helyes magyarázatát.
A kötőszöveti sejtek progenitor sejtekké válnak
Mint arról beszámolnak, nyilvánvalóan nincsenek szunnyadó progenitor sejtek. "Most megmutathatjuk, hogy nincsenek" varázssejtek ", amelyekben axolotl van, de az emlősöknél nincs" - összegzi Prayag Murawala társszerző a bécsi molekuláris patológiai kutatóintézet munkatársaitól. Az eredmények szerint a blastema prekurzor sejtek érett (differenciált) kötőszöveti sejtekből - úgynevezett fibroblasztokból - fejlődnek ki. Amikor a végtagok elvesznek, ezek a sejtek „dedifferenciálódnak” vissza a kötőszövet prekurzor sejtjeibe - magyarázzák a tudósok. Ezután valójában ismét hasonlítanak az embrionális végtag rügyekben találhatóakra.
A kutatók szerint az eredmények két szempontból is nagy jelentőségűek: Véget vetnek egy hosszú vitának a fejlődésbiológiában, és fontos információkat nyújtanak a további kutatásokhoz és a regeneratív orvosláshoz is. Ebben az összefüggésben már ismert, hogy a fibroblasztok emlősökben is differenciálódás útján reagálnak a sérülésekre. Ezek azonban „csak” úgynevezett myofibroblastokká alakulnak át, amelyek aztán hegszövetet képeznek. "Mindkét életforma sérülés esetén a fibroblasztoktól függ, de míg az axolotl és co képesek szerveket növeszteni, mások csak fibrotikus hegeket képeznek" - mondja Prayag. A jelenlegi eredmények ezért a kérdésre összpontosítanak: Mi különbözteti meg pontosan az emlősök fibroblasztjait az axolotl változattól, amely képes fejleszteni az őssejt tulajdonságait és kicserélni az összetett testrészeket?
A kérdésre adott válasz keresése a regenerációs képességek megértésének tudományos útjára vonatkozó következő fejezetet jelenti - állítják a tudósok. Konkrétan a jövő arról is szól, hogy „megtudjuk, vajon az érett emlőssejtek sérülése okozhat-e hasonló változásokat, mint az axolotlban” - mondja társszerző Dunja Knapp, a DFG Dresden Regeneratív Terápiák Központja.