Исследователи из Техасского университета сделали шаг к созданию технологий, которые могут позволить млекопитающим восстанавливать утраченные ткани после травм и ампутаций. Учёные смогли добиться регенерации костей, связок, сухожилий и суставных структур, используя комбинацию двух сигнальных белков. Результаты работы опубликованы в журнале «Нейчур Комьюникейшнс».
Способность восстанавливать утраченные части тела широко распространена среди некоторых животных. Например, саламандры могут заново отращивать целые конечности. У людей и других млекопитающих такие повреждения обычно заканчиваются образованием рубцовой ткани, а не полноценным восстановлением органов и тканей. «Почему одни животные способны к регенерации, а другие, особенно люди, нет — это вопрос, который задают ещё со времён Аристотеля», — рассказал руководитель исследования Кен Мунеока, профессор кафедры ветеринарной физиологии и фармакологии Техасского университета.
При заживлении ран у млекопитающих важную роль играют клетки-фибробласты. Обычно они быстро закрывают повреждение и формируют рубец. У животных, способных к регенерации, аналогичные клетки образуют особую структуру — бластему, из которой затем вырастают новые tissues. Чтобы заставить клетки выбрать второй путь, учёные разработали двухэтапную схему лечения. Сначала после завершения обычного заживления они вводили фактор роста фибробластов FGF2. Это стимулировало образование структуры, напоминающей бластему. Через несколько дней исследователи добавляли второй сигнальный белок — BMP2, который запускал процесс формирования новых тканей.
В результате учёным удалось добиться восстановления всех основных структур, утраченных при ампутации. В регенерированной области появились кости, суставные элементы, сухожилия и связки. Хотя они не были идеальными копиями исходных тканей, их строение во многом напоминало естественную анатомию. Важным открытием стало то, что для запуска регенерации не потребовалось пересаживать стволовые клетки. По словам соавтора работы Ларри Сувы, результаты ставят под сомнение давнее представление о том, что клетки млекопитающих не способны к подобному перепрограммированию. «Оказалось, что клетки, которые считались неспособными к перенастройке, на самом деле могут менять свою программу. Потенциал никуда не исчез — он просто скрыт», — отметил учёный.
Исследователи считают, что практическое применение технологии может начаться ещё до появления методов полноценного восстановления конечностей. Даже частичное подавление рубцевания способно улучшить заживление ран и восстановление тканей после травм. Открытие открывает новые перспективы для медицины: если удастся научить человеческие клетки формировать бластему, как у саламандр, то регенерация утраченных конечностей перестанет быть фантастикой. Пока что речь идёт лишь о первых шагах, но сам факт того, что клетки млекопитающих можно «перепрограммировать» без вмешательства в геном, меняет представления о возможностях организма. Возможно, через несколько десятилетий ампутированная конечность перестанет быть приговором — и это будет заслугой двух белков, которые заставили клетки вспомнить то, что они, казалось, забыли миллионы лет назад.
