Ľudské telo môže mať skrytú schopnosť regenerácie. Nová štúdia ukazuje, že hranica medzi jazvou a obnovou nemusí byť pevná
Vedci dokázali u myší presmerovať hojenie amputovaného prsta tak, aby namiesto jazvy vznikli nové tkanivové štruktúry. Objav môže otvoriť cestu k lepšiemu hojeniu rán a menšiemu jazveniu.
Ľudské telo vie opraviť viac, než si bežne uvedomujeme. Zacelí porezanú kožu, zrastie zlomenú kosť a každý deň nahrádza miliardy buniek, ktoré sa opotrebujú alebo odumrú. No keď príde o časť prsta, zrazu sa zastaví. Namiesto toho, aby začalo chýbajúce tkanivo stavať odznova, ranu rýchlo uzavrie jazvou.
Práve túto hranicu sa pokúsili vedci z Texas A&M University obísť. Ich výskum na myšiach naznačuje, že cicavčie telo nemusí mať regeneračnú schopnosť úplne stratenú. Problém môže byť v tom, že po zranení dostanú bunky pokyn na rýchle uzavretie rany, nie na obnovu chýbajúcej časti. Takáto oprava síce telo chráni pred krvácaním a infekciou, no zároveň potlačí procesy, ktoré by mohli viesť k dorastaniu tkaniva.
Telo po zranení nestavia nové tkanivo. Najprv ranu rýchlo zamkne jazvou
Keď sa porežeš alebo príde k vážnejšiemu poraneniu, telo prepne do krízového režimu. Potrebuje čo najrýchlejšie uzavrieť otvorenú ranu, zastaviť krvácanie a zabrániť infekcii. Práve tu nastupujú fibroblasty, bunky, ktoré sa správajú ako núdzová stavebná čata. Zaplnia poškodené miesto a vytvoria jazvovité tkanivo.
Z pohľadu prežitia je to výborný systém. Problém je, že jazva je skôr záplata než skutočná náhrada pôvodného tkaniva. Rana sa síce uzavrie, ale telo už väčšinou nepokračuje v tom, aby znovu postavilo kosť, väzy, šľachy alebo kĺb v pôvodnej podobe.
U zvierat, ktoré dokážu regenerovať končatiny, sa podobné bunky správajú inak. Namiesto toho, aby poškodené miesto len uzavreli jazvou, vytvoria blastému. Predstav si ju ako dočasné biologické stavenisko, v ktorom bunky dostanú nový plán a začnú budovať chýbajúcu časť tela.
Neprehliadni
„Je to, akoby tieto bunky mohli ísť dvoma rôznymi smermi. Môžu vytvoriť jazvu alebo blastému. Náš výskum sa zameral na to, ako presmerovať správanie fibroblastov, ktoré sa už nachádzajú priamo v mieste poranenia,“ uviedol Ken Muneoka, profesor veterinárnej fyziológie na Texas A&M University.
Vedci rane nedali nové bunky. Dali jej pokyn, aby sa prestala správať ako jazva
Vedci neurobili to, čo by si možno čakal. Nepichli do rany kmeňové bunky ani sa nepokúsili nanovo „vypestovať“ prst v laboratóriu. Namiesto toho zasiahli do fázy, v ktorej sa poškodené miesto po amputácii už uzavrelo, no bunky v ňom stále mohli reagovať na nové signály.
Experiment prebiehal na myšiach pri amputácii časti prsta, ktorá sa za bežných okolností už sama neobnoví. Najprv nechali ranu prejsť normálnym hojením. Cicavčie telo teda spravilo to, čo robí po takomto zranení najčastejšie, poranené miesto uzavrelo.
Potom výskumníci použili FGF2, teda fibroblast growth factor 2. Ide o rastový faktor, ktorý bunkám neslúži ako stavebný materiál, ale skôr ako biologický pokyn. V tomto prípade mal zmeniť smer hojenia tak, aby rana neskončila iba ako jazva. Bunky v mieste amputácie začali vytvárať štruktúru podobnú blastéme, teda niečo, čo cicavce pri takomto type poranenia bežne nerobia.
O niekoľko dní neskôr prišiel druhý signál. Vedci aplikovali BMP2, teda bone morphogenetic protein 2. Ten už bunkám nedával len správu, aby sa zhromaždili pri poranení, ale aby začali vytvárať konkrétne tkanivá. FGF2 teda otvoril cestu k regenerácii a BMP2 bunkám dodal ďalší pokyn, čo majú začať budovať.
Výsledok bol dôležitý práve tým, že nešlo o dokonalé dorastenie prsta. Myšiam nezačali dorastať prsty tak, ako mlokom dorastajú celé končatiny. Vedci však dokázali vyvolať obnovu štruktúr, ktoré sa po takejto amputácii za normálnych okolností nevracajú, vrátane časti kosti a súvisiacich tkanív.
Vedci nepridali nové bunky. Len prebudili tie, ktoré už boli v rane
Vedci do rany nevkladali žiadne cudzie kmeňové bunky. Nepotrebovali priniesť nový biologický materiál zvonka. Pracovali s bunkami, ktoré sa už v poranenom mieste nachádzali a ktoré by sa za normálnych okolností zapojili najmä do hojenia cez jazvu.
„Bunky, o ktorých sme si mysleli, že sa už nedajú preprogramovať, sa v skutočnosti preprogramovať dajú. Táto schopnosť nechýba, je len prekrytá,“ uviedol Larry Suva, profesor z Texas A&M University.
To je na celom výskume jeden z najzaujímavejších momentov. Telo zrejme nemusí mať problém v tom, že mu chýbajú bunky schopné obnovy. Rozhodujúce môže byť to, aké pokyny tieto bunky dostanú po zranení. V experimente sa časť buniek dokázala správať inak, než by sa čakalo podľa miesta, z ktorého pochádzali. Dostali nové biologické inštrukcie a zapojili sa do tvorby štruktúr, ktoré by sa po takejto amputácii bežne neobnovili.
Regenerované tkanivo nebolo dokonalé, no obsahovalo všetky dôležité časti
Regenerované prsty nevyzerali presne ako originály. Vedci však dokázali obnoviť všetky komponenty, ktoré sa odstránili pri amputácii, teda kosť, šľachy, väzy aj kĺb.
„Regenerovali sme to, čo by ste očakávali na tejto úrovni poranenia. Štruktúry tam sú, len nie v dokonalej forme,“ vysvetľuje Muneoka.
Výskum zároveň ukázal, že regenerácia neprebieha len jednou jednoduchou biologickou cestou. Časť odpovede súvisela s blastémou, ďalšia časť vznikla mimo nej. Práve tak sa podarilo obnoviť aj kĺbový komplex so šľachou, väzom a kosťou podobnou sezamskej kosti. Obnova tkaniva je teda zložitejšia, než by naznačovala predstava jedného „prepínača“ regenerácie.
Skôr než dorastanie končatín môže prísť lepšie hojenie rán a menej jaziev
Hoci je výskum stále v ranom štádiu, jeho prvé využitie nemusí byť dorastanie celých končatín. Oveľa bližšie môže byť zmenšenie tvorby jaziev a zlepšenie hojenia rán. Aj čiastočné presmerovanie hojenia preč od fibrózy by mohlo mať veľký význam pri ťažkých poraneniach, amputáciách alebo poškodeniach tkanív, kde dnes telo reaguje hlavne jazvou.
„Ľudia by mali začať uvažovať o používaní týchto signálov počas procesu hojenia. Aj mierny posun reakcie preč od tvorby jaziev by mohol priniesť skutočné výhody,“ dopĺňa Muneoka.
Výhodou je, že kostný morfogenetický proteín 2 už má schválenie FDA na určité medicínske použitie. Fibroblastový rastový faktor 2 sa zase testuje vo viacerých klinických štúdiách. To neznamená, že sa podobná liečba zajtra objaví v nemocniciach. Znamená to však, že vedci nepracujú s úplne neznámymi látkami, ale so signálmi, ktoré medicína už aspoň čiastočne pozná.
