Как рыбки могут подсказать решение проблем ампутации

Регенерация – неотъемлемое свойство жизни. Тем не менее, потенциал к регенерации у разных видов различается: в то время как рыба и амфибии могут повторно вырастить свои хвосты и плавники, млекопитающие, включая людей, на это не способны. К сожалению, ни одно млекопитающее не способно восстановить критично поврежденный орган до его первоначальной формы и функции. Определение молекулярных механизмов, лежащих в основе удивительной регенерационной способности низших позвоночных, может показать путь к восстановлению сложных органов у человека, что является клинической целью медицины будущего.

Команда ученых из разных стран во главе со специалистами из Токийского технологического института раскрыла механизм, регулирующий регенерацию хвостового плавника у рыбок данио. Чтобы идентифицировать ключевые молекулы, ответственные за репарацию тканей, они сравнивали транскрипцию гена у личинок дикого типа и мутантных рыбок данио, которые отличались недостаточной способностью к регенерации плавников. Обнаружилось, что у мутантных особей после ампутации хвоста активировались некоторые медиаторы воспаления, особенно цитокин интерлейкин 1 бета (Il1b), и эти молекулы оставались там в течение длительного времени. У мутантных рыбок данио также не было миелоидных клеток, макрофагов, необходимых для предотвращения запрограммированной гибели (апоптоза) регенеративных клеток. Таким образом, ученые заподозрили связь между увеличением Il1b, отсутствием макрофагов и гибелью регенеративных клеток. Это также навело ученых на мысль, что молекулы Il1b в основном продуцируется миелоидными клетками.

Если события развиваются по другому сценарию: макрофаги приходят в действие, подавляя тем самым экспрессию Il1b и ослабляя воспаление, содействуют выживанию регенеративных клеток в плавнике. Таким образом, макрофаги выступают в качестве критических регуляторов воспаления во время восстановления тканей. Все эти данные указывают на отрицательный эффект интерлейкинов, которые они оказывают на регенеративные процессы, происходящие после ампутации.

Но все не так просто. При искусственном дефиците Il1b обнаружилось, что они играют двоякую роль. Кратковременное присутствие Il1b, в отличие от длительного, активировало экспрессию генов, необходимую для пролиферации клеток в месте ампутации и регенерации поврежденного плавника. Таким образом, исследование выявило неожиданную связь между регенерацией и воспалением, которую нельзя интерпретировать однозначно: хотя острое воспаление необходимо для начала восстановления ткани, хроническое воспаление блокирует дальнейшую регенерацию. Ну а поскольку Il1b эволюционно сохранился у позвоночных животных, остается определить, работают ли подобные механизмы у млекопитающих, включая людей тем же образом.

zdravoe.com

Хочешь узнать больше - читай отзывы