Kurbağalar, onların aksine Semender kuzenleri, kayıp uzuvları yeniden oluşturamazlar, ancak büyüleyici yeni bir deney, kurbağaların eksik vücut parçalarını doğru koşullar altında kısmen yeniden büyütmelerinin mümkün olduğunu öne sürüyor.
A kağıt Science Advances’te bugün yayınlanan, Afrika pençeli kurbağalarını mümkün kılan yeni bir tedaviyi anlatıyor (Xenopus laevis) kesilen arka uzuvlarını kısmen büyütmek için. Tedavi, beş farklı ilaç ve “BioDome” adı verilen giyilebilir bir cihazdan oluşuyordu. Ju için bu kimyasal kokteyle maruz kalmaAziz 24 saatler Tufts Üniversitesi ve Harvard Üniversitesi’nin Wyss Enstitüsü’nden araştırmacılar tarafından yürütülen araştırmaya göre, 18 ay süren yenilenme sürecini kolaylaştırdı.
Makalenin ilk yazarı ve Tufts araştırmacısı Nirosha Murugan yaptığı açıklamada, “Seçtiğimiz ilaçların neredeyse tam bir uzuv oluşturmaya yardımcı olduğunu görmek heyecan verici” dedi. “Aylarca sürecek bir rejenerasyon sürecini harekete geçirmek için ilaçlara yalnızca kısa bir süre maruz kalmanın gerekli olduğu gerçeği, kurbağaların ve belki de diğer hayvanların harekete geçirilebilecek uyku halindeki rejeneratif yeteneklere sahip olabileceğini düşündürmektedir.”
Bu heyecan verici bir başarıdır, çünkü aksi takdirde kendiliğinden yenilenemeyen hayvanların, belirli koşullar altında kendilerini yenileyebileceğini öne sürer. koşullar, kayıp uzuvları yeniden büyütmek ve muhtemelen organlar ve doku gibi diğer vücut parçaları. Bu kesin strateji İnsanlar için çalışmayabilir, ancak yeni makale, memeliler için benzer bir şey geliştirme umuduyla gelecekteki çalışmaları bilgilendirebilir. Dedi ki, yeni araştırma sonuçları doğrulamak ve gözlemlenen rejenerasyondan sorumlu mekanizmaları daha iyi açıklamak için daha fazla çalışma gerektirir.
Semenderler, denizyıldızları, yengeçler ve bazı kertenkeleler, vücutlarının kayıp kısımlarını yenileyebilir, ancak kurbağaları değil. memeliler de olamaz ama insan karaciğeri olabilir yeniden büyümek %90’ı kaldırıldıktan sonra bile tam boyuta. Ve bilim adamları olarak öğrendi 2019’da eklemlerimizdeki yaralı veya aşırı çalışan kıkırdağı yenileme kapasitemiz de var. Eksik parmakların veya tüm bacağın yeniden büyümesine gelince, memelilerde yara iyileşmesinin nasıl çalıştığı düşünülürse bu mümkün değildir; Çoğunlukla, yaralarımız yara dokusuyla kaplanır, bu da bize yardımcı olur. korumak onları enfeksiyondan veya daha fazla hasardan.
Yeni çalışmanın ortak yazarı ve Tufts’ta bir biyolog olan Michael Levin, 20 yıldan fazla bir süredir hücre yığınlarının ne yapacakları konusunda nasıl karar verdiğini anlamaya çalışmakla geçirdi. Elde edilen bilgiler doğum kusurları, kanser, travmatik yaralanmalar, yaşlanma ve muhtemelen doku ve uzuv rejenerasyonu için tedavilere yol açabileceğinden, bu araştırma önemlidir.
Levin bana bir e-postada “İnsanlar uzun süredir uzuvların yenilenmesi üzerinde çalışıyor, semender gibi organları zaten yenileyen hayvanlar üzerinde çalışıyorlar” dedi. “Bizim yaklaşımımız, kök hücre implantlarına veya genom düzenlemeye odaklanan diğerlerinden farklı: süreci mikro-yönetmeye çalışmak yerine, hücreleri embriyonik gelişimde zaten yaptıklarını yeniden yapmaya ikna edecek kısa sinyaller arıyoruz.”
Bu inandırıcılığı yapmak için Levin ve meslektaşları beş içeren bir iksir hazırladılar. toplu olarak hücre çoğalmasını artıran, iltihabı azaltan ilaçlar, hücreleri onarım moduna itti, kollajen üretimini engelledi (yara oluşumuna yol açabilir) ve sinir liflerinin, kan damarlarının ve kasların büyümesini kolaylaştırdı.
Deney için ekip, arka bacağı ampute etti. 115 yetişkin dişi Afrika pençeli kurbağasının uzuvları. İlgili etik açısından Levin, ekibinin “bir veteriner hekimler ve su hayvanları uzmanları komitesi tarafından onaylanan kapsamlı bir protokole” sahip olduğunu söyledi ve sıkıntıyı en aza indirmek için genel anestezi uygulandı. “Hayvanlara saygı, tüm çalışmalarımızın önemli bir yönüdür” diye ekledi.
Kimyasal kokteylin bileşenleri başarı için açıkça kritikti, ancak biyoreaktör de öyleydi.. Giyilebilir cihaz, normal güdük kapatma işlemini engelledi ve bunun yerine uzuv yenilenmesini teşvik etti. Çalışmanın yazarlarından ve Tufts’ta mühendis olan David Kaplan, BioDome’un kullanılması “doğru ilaçlarla birlikte yeniden inşa sürecinin yara dokusunun müdahalesi olmadan ilerlemesini sağlayan amniyotik benzeri bir ortamı taklit etmeye” yardımcı oldu. , açıklamada .
Uzuvların yeniden büyümesi aylar aldı, ancak sonuçlar çarpıcıydı. Yenilenen arka bacaklar, orijinaline kıyasla benzer kemik yapısı ve iç dokular (nöronlar dahil) sergileyerek neredeyse tamamen işlevseldi. Kurbağalar, kemiksiz olsalar da, birkaç ayak parmağını bile yenilediler. Testlerde, kurbağalar tipik şekilde suda yüzdüler ve ayrıca tepki gösterdiler. yenilenen bacaklar dürtüldüğünde.
“Toplu verilerimiz, erken hedeflenen müdahalelerin, rejenerasyon yükünü uzvun kendisine kaydırabileceğini, kök hücre kullanımı, serileştirilmiş tedaviler ve onarıcı büyüme ve modelin kalıcı mikro yönetiminin diğer araçları gibi daha uzun vadeli terapötik stratejilere güvenmekten kaçınabileceğini gösteriyor. ” bilim adamlarını makalelerine yaz.
Biyolojileri söz konusu olduğunda kurbağalar ve insanlar çok farklı olduğu için Levin’e bulguların memelilere ne kadar tercüme edilebilir olduğunu sordum.
“Bütün omurgalı hayvanlar, temel anatomik kontrol mekanizmalarını paylaşır. Semenderler kendini yenileyebiliyorsa bizim için de mümkün” dedi. “B’yi ayarlamamız gerekebilir.ioDome ve kokteyl ve kesinlikle insan denemeleri için henüz hazır değiliz, ama bence bu, sonunda tıbbi rejenerasyona giden yol. Ve sadece uzuvlar için değil – o kokteylde uzuvlara özgü hiçbir şey yok, hücrelere normalde oraya giden şeyi büyütmelerini söyleyen bir sinyal.”
Sonraki adımlar açısından ekip, yeni kokteylleri farelerde test etmeyi planlıyor. ve ardından karışımı gerektiği gibi optimize edin.
Araştırmacılar, tedavi ile embriyonik gelişim ile ilişkili moleküler bir yolun aktive edildiğini düşünüyorlar, ancak gelecekteki araştırmalar bunu daha fazla araştırmalı. Diğer araştırmacıların bu sonuçları tekrarladıklarını ve ilgili rejeneratif süreçlerin daha derinlerine daldıklarını görmek de iyi olurdu. Yine de umut verici bir başlangıç ve gelecekteki araştırmalar için heyecan verici yeni bir yön.
Daha: İnsanların Hasarlı Vücut Parçalarını Yenilemek için ‘Semender Gibi’ Bir Yeteneği Vardır.