За допомогою вчених ящірка вперше за більш ніж 250 млн років відновила ідеальний хвіст

Вид ящірок, відомий як пенангський лусуєпалий геккон, може регенерувати свій хвіст, але «заміна» є лише недосконалою копією оригіналу.

Ящірки можуть відрощувати відірвані хвости, що робить їх найближчими родичами людини, здатними регенерувати втрачені частини тіла. Але замість справжнього хвоста, що включає хребці і нерви, замінює його структура являє собою недосконалу хрящову трубку. Тепер, вперше, дослідження, проведене під керівництвом вчених з Університету Південної Каліфорнії (University of Southern California), описує, як стовбурові клітини можуть допомогти ящіркам відрощувати хвости трохи краще.

«Це один з небагатьох випадків, коли регенерація частини тіла була значно покращена за допомогою терапії на основі стовбурових клітин у будь-якої рептилії, птиці або ссавця, і це дає нам корисну інформацію для поліпшення загоєння ран у людей»,

сказав автор дослідження Томас Лозіто (Thomas Lozito), доцент кафедри ортопедичної хірургії та біології стовбурових клітин і регенеративної медицини в Школі медицини Кека (Keck School of Medicine) Університету Південної Каліфорнії.

Ці нові та вдосконалені хвости ящірок мають так звану «дорсовентральну будову», тобто скелетні і нервові тканини розташовані на верхній, або спинній, стороні, а хрящові тканини - на нижній, черевній, стороні.

"Ящірки існують вже понад 250 мільйонів років, і за весь цей час у жодної ящірки не відростав заново хвіст з дорсовентральною структурою, досі. Моя лабораторія створила перші регенеровані хвости ящірок з вихідним скелетом ",

говорить Лозіто.

Щоб досягти цього, команда вчених проаналізувала, як формуються хвости ящірок під час регенерації у дорослих особин у порівнянні з ембріональним розвитком. В обох випадках центральну роль відіграють нейральні стовбурові клітини або НСК - стовбурові клітини, з яких будується нервова система.

Дорослі НСК виробляють молекулярний сигнал, який блокує формування скелета і нервів і стимулює зростання хряща. У результаті утворюється хрящова трубка, характерна для регенерованих хвостів.

Навіть за відсутності цього сигналу дорослі НСК не здатні генерувати нову нервову тканину для дорсального боку хвоста.

На відміну від цього, ембріональні НСК виробляють цей сигнал тільки в хрящовій області, яка стає нижньою, або вентральною, стороною хвоста. Між тим, за відсутності цього сигналу на верхній або дорсальній стороні розвивається скелетна і нервова тканина. Таким чином, хвіст набуває складний дорсовентральний візерунок, характерний для оригінальних ембріональних відростків.

Однак якщо ембріональні НСК імплантувати в дорослі хвостові культі, вони реагують на сигнал і не розвиваються в дорсальні структури.

Щоб подолати ці перешкоди, команда Лозіто використовувала інструменти генного редагування, щоб зробити ембріональні НСК такими, що не реагують на сигнал вентралізації, і хірургічним шляхом імплантувала ці клітини в дорослі хвостові культі, що призвело до регенерації ідеальних хвостів.

"Це дослідження дало нам важливу практику щодо поліпшення регенеративного потенціалу організму. Вдосконалення регенерованого хвоста ящірки дає нам приклад того, як можна поліпшити загоєння ран, які не відновлюються природним шляхом, наприклад, відрізаних людських кінцівок і спинного мозку. Таким чином, ми сподіваємося, що наше дослідження ящірок призведе до медичного прориву в лікуванні важкодосліджувальних ран ",

сказав Лозіто