Международный коллектив медиков и биологов впервые смог заставить поврежденные ткани тела млекопитающего – в данном случае мыши – восстанавливать самих себя, стимулируя один из генов роста, который обычно работает во время роста зародыша, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Translational Medicine.
"Многие наши коллеги-экспериментаторы полагают, что регенерация является сложным и многоступенчатым процессом, тогда как мы и наши единомышленники полагают, что для ее запуска достаточно лишь заставить организм включить ее и процесс восстановления ткани пойдет и завершится сам по себе. Мы были крайне обрадованы тем, что так и случилось, когда мы смогли стабилизировать молекулы HIF-1a", — заявила Эллен Хебер-Кац (Ellen Heber-Katz) из Института медицинских исследований Ланкенау в Винневуде (США).
Хебер-Кац и ее коллеги сделали большой шаг на пути к регенерации поврежденных или ампутированных конечностей, наблюдая за процессами в клетках мышей из особого подвида грызунов, который был случайно выведен учеными почти 20 лет назад.
Скрещивая обычных лабораторных мышей и несколько крупных подвидов этих животных, биологи вывели в 1999 году необычную популяцию грызунов, способных регенерировать хрящи и многие другие ткани тела. Эта уникальная черта MRL-мышей, как их стали называть биологи, уже больше 16 лет привлекает внимание Хебер-Кац и других ученых, занимающихся геронтологией и регенеративной медициной.
Авторы статьи обратили внимание на то, ген роста и связанный с ним HIF-1a, активный во время роста зародыша и практически не проявляющий себя в работе взрослого организма, за исключением ситуаций с хроническим недостатком кислорода, был необычно активен в клетках регенерирующих мышей непосредственно после ранения или травмы.
Руководствуясь этой идеей, Хебер-Кац "отключили" данный ген в ДНК регенерирующих грызунов и одновременно повысили концентрацию HIF-1a в тканях обычных лабораторных мышей при помощи специального устройства, которое постепенно выделяло молекулы этого белка в кровь на протяжении недели.
Этот эксперимент буквальным образом заставил мышей поменяться местами — MRL-мыши потеряли способность к регенерации, а обычные грызуны, напротив, приобрели ее. Это проявлялось в том, что их ушная раковина полностью восстанавливалась и зарастала волосами после того, как ученые отрезали от нее большие куски.
"Наш эксперимент показал, что мы можем взять взрослые клетки и, добавив HIF-1a, превратить их в очень юное состояние, в котором клетки могут делиться и распространяться по тканям, превращаясь в нужные типы клеток после удаления молекул HIF-1a", — объясняет Хебер-Кац.
По словам биолога, в ближайшем будущем ее команда попытается найти более эффективное средство доставки белка в организм, и разработает методы регенерации для других частей тела. Если эти разработки завершатся удачно, то ученые проверят их на мышах и других животных, что в перспективе откроет дорогу для регенеративной медицины человека.
