Axolotl szalamandrák, zebradániók és egerek vizsgálata során nemzetközi kutatócsoport olyan közös génkészletet azonosított, ami a jövőben megalapozhatja az emberi végtagok újranövesztését célzó terápiák fejlesztését, az eredményeket pedig a Proceedings of the National Academy of Sciences közölte.

A felfedezés a regeneratív orvoslás és a génterápia területén jelölhet ki új irányt, mivel a kutatók szerint léteznek olyan univerzális genetikai programok, amelyek különböző élőlényekben hasonló módon irányítják a szövetek visszanövekedését.

„Ez a jelentős kutatás három laboratórium munkáját egyesítette, amelyek három különböző élőlény regenerációját hasonlították össze” – mondta Josh Currie, a Wake Forest Egyetem adjunktusa, akinek laboratóriuma a mexikói axolotl szalamandrákat tanulmányozza. Hozzátette, hogy „megmutatta számunkra, hogy léteznek olyan egyetemes, közös genetikai programok, amelyek a regenerációt irányítják nagyon eltérő szervezetekben, például szalamandrákban, zebradániókban és egerekben”.

A kutatás jelentősége

A projektben részt vett David A. Brown, a Duke Egyetem plasztikai sebésze, aki az egerek ujjvégi regenerációját vizsgálja, valamint Kenneth D. Poss, a Wisconsin–Madison Egyetem kutatója, aki a zebradániók uszonyának visszanövését tanulmányozza.

G

Kövess minket a Google-ben

Legyen a Liner a követett forrásod

Jelöld be a Linert követett forrásként a Google-ben.

Beállítom

A kutatás jelentőségét növeli, hogy a globális adatok szerint évente több mint egymillió amputációt hajtanak végre világszerte cukorbetegséghez kapcsolódó érrendszeri betegségek, traumás sérülések, fertőzések vagy daganatok miatt, és a szakértők arra számítanak, hogy az esetek száma a társadalmak öregedésével tovább emelkedik.

Egy új megoldást keresnek

A tudósok régóta keresik annak lehetőségét, miként lehetne a protéziseken túlmutató, természetes mozgást és érzékelést biztosító megoldásokat kifejleszteni, és az új eredmények szerint az úgynevezett SP gének központi szerepet tölthetnek be ebben a folyamatban.

Az axolotl különösen figyelemre méltó, mivel teljes végtagokat, valamint a farok, a gerincvelő és több szerv részleteit is képes újranöveszteni, míg a zebradánió ismételten regenerálja sérült farokuszonyát, emellett szív-, agy- és veseszövetet is képes helyreállítani. Az egér bevonása azért volt kulcsfontosságú, mert emlősként közelebb áll az emberhez, és bizonyos körülmények között képes az ujjvégek visszanövesztésére, hasonlóan ahhoz, ahogyan az emberi ujjbegy is regenerálódhat, ha a körömágy épen marad – számolt be róla a ScienceDaily.

Lehetségessé válhat az áttörés

A kutatócsoport megállapította, mindhárom faj regenerálódó bőrszövetében aktiválódik az SP6 és az SP8 nevű gén, ezért részletesen megvizsgálták ezek szerepét. A CRISPR génszerkesztési technológia alkalmazásával eltávolították az SP8 gént az axolotl genomjából, és azt tapasztalták, hogy a szalamandrák nem tudták megfelelően újranöveszteni végtagcsontjaikat. Hasonló problémák jelentkeztek az egereknél is, amikor az SP6 és SP8 gének hiányoztak a regenerálódó ujjakból.

Az eredmények alapján a kutatók olyan vírusvektoros génterápiát dolgoztak ki, amely egy, korábban zebradániókban azonosított szöveti regenerációs szabályozó mechanizmuson alapult. A kezelés az FGF8 nevű jelzőmolekulát juttatta a sejtekbe, amelyet normál esetben az SP8 gén aktivál, és az egereknél elősegítette a csontszövet részleges visszanövését, valamint bizonyos mértékben helyreállította a kiesett regenerációs képességet.

Van, ami jelenleg nem lehetséges

Bár az emberi végtagok természetes módon nem képesek a szalamandrákéhoz hasonló regenerációra, a kutatók szerint a jövőben elképzelhető, hogy a terápiák képesek lesznek utánozni az SP gének által szabályozott biológiai folyamatokat. „Ezt afféle elvi bizonyítékként használhatjuk arra, hogy képesek lehetünk olyan terápiákat alkalmazni, amelyek helyettesítik ezt a regeneratív jellegű bőrszövetet az emberi szövetek újranövesztése során” – fogalmazott Currie.

A szakemberek hangsúlyozzák, hogy a kutatás még korai szakaszban jár, és számos további vizsgálatra lesz szükség, mire az egereken elért eredmények klinikai alkalmazássá válhatnak, ennek ellenére az eddigi eredmények fontos alapot teremtenek a jövő regeneratív kezeléseihez.

Currie szerint a génterápiás megközelítés új lehetőséget kínál, amely kiegészítheti a biomérnöki vázszerkezetekre és őssejtterápiákra épülő megoldásokat, és hosszú távon egy több tudományterületet átfogó stratégia részévé válhat. A kutató kiemelte az együttműködés jelentőségét is, mivel a különböző modellállatokon dolgozó laboratóriumok közös munkája tette lehetővé az átfogó genetikai mintázatok felismerését.

„Gyakran előfordul, hogy a tudósok a saját területükre koncentrálnak, csak axolotllal, csak egérrel vagy csak hallal dolgoznak” – mondta, majd hozzátette, hogy „ennek a kutatásnak az egyik legkiemelkedőbb jellemzője, hogy mindezeket az élőlényeket együtt vizsgáltuk, ami rendkívül erőteljes megközelítés, és remélem, a jövőben is egyre gyakoribb lesz”.