Axolotl, zázračný liečiteľ rán - DER SPIEGEL
Axolotl v skutočnosti pôsobí veselým dojmom. Takmer stovka obojživelníkov s chvostom sa bobí v akváriách Hannoverskej lekárskej školy, vo dvojiciach alebo v malých skupinách. S chumáčikmi žiabrov, ktoré im vyčnievajú ako vlasy z hláv a so zjavne usmiatymi ústami, pôsobia axolotl sympaticky. A sú zvedaví. Ak sa priblížite k ich bazénom, plávajú proti ploche a tlačia na ňu malými prednými chodidlami.
Niektoré ale vyzerajú inak, chýba im ruka alebo noha. Niektorým už vyrástol peň.
Vedci amputovali časti končatín alebo odstránili chlopne kože u obojživelníkov, aby preskúmali ich schopnosť regenerácie. Pre zvieratá v anestézii je to bezbolestné, rez takmer nekrváca. „Koagulácia nastáva veľmi rýchlo,“ hovorí lekár Björn Menger. „Takmer môžeš sledovať liečenie.“ Molekulárna biológka Kerstin Reimers-Fadhlaoui zistila, že úplná regenerácia časti tela „len s veľmi malými zvieratami trvá iba pár týždňov“, trvá to zvyčajne iba pár mesiacov.
Práve táto obrovská schopnosť regenerácie robí axolotl - známy širokému publiku v Nemecku prostredníctvom knižného titulu „Axolotl Roadkill“ - pre vedcov tak cenným. Axolotl môže úplne obnoviť oddelené končatiny, časti srdca, mozgu a chrbtice vrátane miechy, čo ho robí jedinečným medzi vyššími stavovcami.
Úžasné bytosti: Báječný svet Axolotl
Molekulárni biológovia, chirurgovia a obojživelní odborníci z Hannoveru založili v septembri špeciálne stredisko pre výskum axolotlu. Chcú zo zvieraťa vylúštiť tajomstvo hojenia rán, aby jedného dňa mohli pomôcť spáliť obete alebo ľudí s amputáciami.
Axolotl je vo voľnej prírode takmer vyhynutý. Jazero Xochimilco neďaleko hlavného mesta Mexico City sa považuje za jediné prirodzené prostredie lokality Ambystoma mexicanum. Znečistenie vody, turisti z mesta a opustené ostrieže, ktoré jedlo vytrhávajú, zviera veľmi spôsobili. Mexičania navyše považujú obojživelníky za pochúťku.
Vedcov z rôznych odborov fascinujú čudné tvory. Niektorí z nich dokonca veria, že zvieratá sú kľúčom k dlhému životu, večnej mladosti a celoživotnému zdraviu. Axolotl dosahuje pre obojživelníka neobvykle vysoký vek, zdokumentovaných je už 25 rokov. Skutočne nikdy nedospeje: Namiesto toho, aby sa z neho stal salamandra, zostáva počas celého života v larválnom štádiu.
Hľadajte liečivý enzým
Na klinike pre plastickú ruku a rekonštrukčnú chirurgiu musia axolotli opakovane uvoľňovať končatiny, aby poskytli výskumníkom pohľad na ich úžasné samoliečenie. Na rozhraní sa najskôr vytvorí vrstva okolitých buniek kože. Pod tým dozrieva druh tkanivového púčika, z ktorého sa znova vytvárajú všetky dôležité typy tkanív: cievy, svaly, šľachy, kosti a dokonca aj nervy.
Ako to funguje, zatiaľ nebol presvedčivo preskúmaný. Vedci dlho predpokladali, že bunky sa rýchlosťou rezania transformujú späť na pluripotentné kmeňové bunky v reakcii na molekulárny signál, ktorý sa potom môže rozdeliť a vyvinúť na všetky potrebné typy buniek. Ale táto teória bola vyvrátená v roku 2009, keď výskumná skupina z Inštitútu Maxa Plancka pre molekulárnu bunkovú biológiu a genetiku v Drážďanoch publikovala prácu v časopise „Nature“.
Vedcom sa pomocou fluorescenčných proteínov podarilo sledovať osud jednotlivých typov tkanív. Kmeňová bunka sa nevyvinie z bývalej svalovej bunky, ale iba svalová prekurzorová bunka, z ktorej vychádzajú nové svalové bunky. Podobne sa chrupavka novo vytvára z buniek chrupavky. Samotné kožné bunky sú pružnejšie: Môže sa z nich vyvinúť nielen pokožka, ale aj chrupavka a šľachy.
To ukazuje, že bunky „regeneračného zázraku axolotl“ sa nesprávajú inak ako bunky cicavcov, uviedla vtedy autorka štúdie Elly Tanaka. Ľudia majú tiež potenciál na regeneráciu počas svojho embryonálneho vývoja. Napríklad aj u malých detí sa môže konček prsta znova obnoviť. Ale časom táto schopnosť zmizne.
„S obojživelníkmi máme spoločnú evolučnú históriu,“ vysvetľuje Kerstin Reimers-Fadhlaoui. „Regenerácia je v zásade stanovená v našom genetickom pláne.“ S pomocou axolotlu by sa dalo možno zistiť, ako tento proces znovu zapnúť.
Po službe pre vedu nasleduje bezstarostný dôchodok
Reimers-Fadhlaoui a jej kolegovia analyzovali takzvaný transkriptóm z genómu buniek na hojenie rán. Zamerali sa na gény, ktoré sú aktívne v regenerácii. Jedna z genetických informácií obsahuje návrh enzýmu, ktorý by mohol poskytnúť východiskový signál pre obnovu buniek: takzvané ambloxy pravdepodobne podporujú vznik poslanej látky, ktorá povzbudzuje bunky k transformácii na progenitorové bunky.
Vedci vysvetľujú, že počiatočné experimenty preukázali, že na túto nosnú látku reagujú aj ľudské bunky. Vrstva buniek ľudskej kože, do ktorej predtým implantovali génovú sekvenciu, sa po poranení hojila oveľa rýchlejšie ako neošetrené kontrolné bunky. Teraz sú hannoverskí vedci v procese umelého vytvárania ambloxov. „Našim dlhodobým cieľom je použiť ho na výrobu účinnej látky, ktorá podporuje hojenie rán,“ hovorí lekár Menger. „Môže sa napríklad použiť ako krém na popáleniny.“ Do tej doby však zostáva ešte dlhá cesta.
Novozaložené centrum Axolotl v Hannoveri sa venuje nielen biomedicínskemu výskumu, ale aj ochrane druhov. Odborníčka na obojživelníky Christina Allmelingová sa stará o zvieratá a zúčastňuje sa medzinárodného šľachtiteľského programu na ochranu ohrozeného druhu Ambystoma mexicanum. Jedným z ich princípov je tiež to, že žiadne zo zvierat nemusí pre experimenty zomrieť. Po vykonaní služby má každý axolotl nárok na bezstarostný dôchodok.
Rovnako ako „Tiger Mädchen“, v 16 rokoch najstarší známy axolotl v nemeckom výskume. Ich schopnosť regenerácie sa s vekom rapídne znižovala; po uhryznutí od špecifického druhu potrebuje prerušená predkolenie takmer rok, aby dorástla. Aj keď je ešte v mladosti, vidno dobre známky doby: oči má zakalené, pokožka je pokrčená. O večnej mladosti nemôže byť ani reči.
V určitom okamihu ide axolotl aj cestou všetkého pozemského - ale potom väčšinou v úplnom stave.