Способность амфибий отращивать утраченные конечности веками не давала покоя исследователям, тогда как млекопитающие в ответ на серьёзные повреждения запускают механизм рубцевания.
Этот контраст, замеченный ещё Аристотелем, долгое время оставался одной из фундаментальных загадок биологии.
Специалистам из Техасского университета A&M удалось показать, что регенеративный потенциал у млекопитающих вовсе не утрачен — он просто находится в глубоко подавленном состоянии и ждёт правильного сигнала для пробуждения.
В экспериментах на мышах учёные разработали оригинальный двухшаговый протокол, который позволил восстановить второй сегмент ампутированного пальца, включая костную, суставную и связочную структуры. Вместо того чтобы вводить донорские стволовые клетки, исследователи воздействовали исключительно на собственные ткани животного, активируя их скрытые резервы с помощью комбинации сигнальных молекул.
Как обмануть рубец: двухшаговая стратегия
На первом этапе ране давали возможность закрыться естественным путём, а затем вводили фактор роста фибробластов FGF2. Это вещество заставляло местные клетки перепрограммироваться и формировать структуру, удивительно напоминающую бластему — временное скопление незрелых клеток, которое ранее считалось отличительной чертой регенерации у саламандр.
Через несколько дней наступала очередь второго сигнала — костного морфогенетического белка BMP2. Именно BMP2 служил для бластемы чёткой инструкцией, направляя её развитие по пути построения полноценной кости, сустава и связок. Таким образом, исследователи сначала отводили клетки от рубцового сценария, а затем точно указывали им, какую анатомическую структуру необходимо создать.
Профессор Кен Мунеока, возглавляющий исследование, подчеркнул, что ключевой момент заключается не в создании новых клеток извне, а в умении отдавать приказы уже существующим.
«Задача не в том, чтобы создавать новые клетки искусственно, а в том, чтобы научиться управлять уже существующими и заставлять их действовать нужным образом», — объясняет учёный.
От лабораторного открытия к практической медицине
Полученные ткани не стали стопроцентной анатомической копией утраченных, однако они содержали все основные скелетные и соединительные элементы, организованные в соответствии с природными закономерностями. Этот успех наглядно демонстрирует, что организм млекопитающих хранит древнюю программу восстановления, которую можно временно разблокировать с помощью правильно подобранных молекулярных стимулов.
Хотя до воссоздания целых конечностей у человека ещё далеко, авторы предлагают пересмотреть тактику лечения травм уже сейчас. Использование сигнальных молекул на стадии заживления способно даже при небольших вмешательствах значительно уменьшить образование грубых рубцов. Важно, что один из применённых факторов — BMP2 — уже одобрен FDA для ряда медицинских целей, а второй — FGF2 — проходит клинические испытания, что серьёзно сокращает путь от экспериментальной разработки до клинической практики.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
регенерация тканейфакторы ростаклеточная биологиярубцеваниебластемабиомедицинарегенеративная медицина
