Prístroj, ktorý pomáha regenerovať končatiny žiab
Americkí vedci navrhli zariadenie, ktoré môže vyvolať čiastočnú regeneráciu zadných končatín dospelých afrických vodných žiab stimuláciou regeneračného tkaniva v mieste amputácie. Zistenia sú prvým krokom k terapiám stimulujúcim bunky.
Tím amerických vedcov vytvoril zariadenie, ktoré môže indukovať čiastočnú regeneráciu končatín u dospelých afrických vodných žiab (Xenopus laevis) stimuláciou regeneračného tkaniva v mieste amputácie. Ich objavy publikované v Cell Reports 6. novembra zavádzajú nový model pre testovanie „elektroceutických“ alebo bunkových stimulačných terapií.
„V najlepšom prípade dospelé žaby regenerujú namiesto amputovanej končatiny tenký chrupavkový pahýľ,“ hovorí hlavný autor Michael Levin, vývojový biológ v Allenovom objavovacom centre na Tuftsovej univerzite. Náš postup vyvolal regeneračnú reakciu, ktorú by žaby normálne nikdy nemali. Výsledkom je, že dodatok/náhrada za väčšiu, štruktúrovanejšiu amputovanú končatinu, ktorá sa dá lepšie použiť, uvádza Science Daily.
experiment
Vedci vytlačili bioreaktor kremíka v 3D a naplnili ho hydrogélom - lepkavou guľkou polymérov. Naviazali hydrogél na zvlhčovacie hodvábne proteíny, ktoré podporujú hojenie a regeneráciu, a potom pridali progesterón. Progesterón je najznámejší pre svoju úlohu pri príprave maternice na tehotenstvo, ale ukázalo sa, že tento hormón podporuje aj opravu nervov, krvi a kostí.
Vedci rozdelili žaby do troch skupín: experimentálna, kontrolná a zdanlivá. Pre experimentálne a zdanlivé skupiny prišili zariadenie na žaby ihneď po amputácii. V experimentálnej skupine bioreaktor uvoľňoval progesterón v mieste amputácie. Vo všetkých prípadoch odstránili zariadenia po 24 hodinách.
Keď analyzovali žaby v experimentálnej skupine v rôznych časoch počas 9,5 mesiaca, všimli si, že sa zdá, že bioreaktor spúšťa taký stupeň regenerácie končatín, aký sa u ostatných skupín nepozoroval. Namiesto typickej štruktúry podobnej hrotom malo ošetrenie za následok vytvorenie štruktúry bližšie k úplne vytvorenej končatine, ako by mohla vytvoriť normálna regenerácia.
Regenerované končatiny boli vyvinutejšie
Levin a jeho tím podrobnejšie analyzovali regenerované štruktúry pomocou molekulárnych a histologických analýz. Videli, že na rozdiel od kontrolných a zdanlivých skupín boli regenerované končatiny žiab ošetrených bioreaktorom hrubšie, s vyvinutejšími kosťami, inerváciou a vaskularizáciou. Pri analýze videozáznamov žiab si tiež všimli, že vedia plávať viac ako v iných skupinách. Analýza RNA ukázala, že bioreaktor zmenil expresiu génu, ktorý sa vyskytuje v bunkách v mieste amputácie. „To, čo týmto prístupom demonštrujeme, je to, že možno regenerácia je proces, ktorý bude možný bližšie, ako sme si mysleli,“ hovorí hlavná autorka Celia Herrera-Rincon, neurologička na Tuftsovej univerzite.