Môže človeku raz dorásť ruka či noha? Nová štúdia ukazuje genetickú cestu, ktorá by to mohla umožniť
Vedci objavili spoločné gény, ktoré pomáhajú salamandre, zebričke aj myši obnovovať poškodené tkanivá. Výskum ukazuje, ako by raz mohla génová terapia pomôcť aj ľuďom pri obnove stratených končatín.
Každý rok príde vo svete o končatinu viac ako milión ľudí. Za amputáciami pritom nie sú len ťažké úrazy, ale aj cukrovka, infekcie či rakovina. Aj preto vedci hľadajú niečo, čo dnes stále znie takmer neuveriteľne, spôsob, ako prinútiť telo, aby poškodenú časť znovu vytvorilo.
Výskumníci z troch univerzít teraz tvrdia, že sa priblížili k mechanizmu, ktorý by raz mohol pomôcť aj človeku. Stopa vedie cez gény salamandry, myši a ryby, teda tvorov, ktoré majú v otázke regenerácie spoločné viac, než by sa na prvý pohľad zdalo.
Tri odlišné zvieratá ukázali rovnakú stopu
Josh Currie z Wake Forest University a jeho kolegovia skúmali nezvyčajnú trojicu zvierat, mexického axolotla, rybku zebričku a myši. Každé z nich má inú schopnosť obnovovať poškodené časti tela. Vedcov preto zaujímalo, či sa za touto schopnosťou neskrýva spoločný biologický mechanizmus.
„Tento výskum spojil tri laboratóriá, ktoré pracovali s tromi rôznymi organizmami, aby porovnali regeneráciu. Ukázal nám, že existujú univerzálne, spoločné genetické programy, ktoré riadia regeneráciu u veľmi odlišných typov organizmov, u salamandier, zebričiek a myší,“ uviedol Josh Currie z Wake Forest University.
Axolotl patrí medzi zvieratá s mimoriadne silnou regeneračnou schopnosťou. Dokáže dorásť celé končatiny, chvost vrátane miechy aj časti srdca, mozgu či čeľuste. Zebrička si zasa obnovuje plutvy a viacero ďalších tkanív. Myši sú na tom podstatne slabšie, no stále dokážu dorásť špičky prstov. Podobný jav sa v určitých prípadoch objavuje aj u ľudí, ak pri poranení zostane zachované nechtové lôžko.
Gény SP6 a SP8 pomáhajú spustiť obnovu tkaniva
Vedci si všimli, že u salamandry, zebričky aj myši sa pri obnove poškodenej časti tela zapínajú tie isté gény, SP6 a SP8. Deje sa to v pokožke nad poraneným miestom. Tá pritom nefunguje len ako obal rany, ale zohráva aktívnu úlohu, telu dáva signál, že sa má začať obnova.
Neprehliadni
Najdôležitejší sa ukázal byť gén SP8. Keď ho výskumníci axolotlovi vyradili pomocou technológie CRISPR, salamandra už nedokázala správne obnoviť kosti v dorastajúcej končatine. Podobne dopadli aj myši, ktorým chýbali gény SP6 a SP8. Inak povedané, bez týchto génov sa proces obnovy nespustil tak, ako mal. Vedcom to ukázalo, že nejde o náhodný genetický detail, ale o dôležitú súčasť biologického návodu, podľa ktorého telo vie, čo má po poranení robiť.
Keď dôležitý gén chýbal, vedci skúsili inú cestu
David Brown z Duke University potom posunul výskum o krok ďalej. Jeho tím sa nepýtal len to, čo sa pokazí, keď dôležitý gén chýba, ale aj to, či sa dá tento problém aspoň čiastočne obísť.
Vedci preto vytvorili génovú terapiu, ktorá mala do poraneného tkaniva dodať signál potrebný na obnovu kostí. Konkrétne išlo o molekulu FGF8, ktorú za normálnych okolností pomáha zapínať gén SP8. Keď ju vedci dostali do tkaniva myší, rast kostí v poškodených prstoch sa aspoň sčasti znovu rozbehol. Inými slovami, aj keď dôležitý gén chýbal, telo dostalo náhradný impulz, ktorý mu pomohol obnovu znovu naštartovať.
„Je to pre nás dôkaz, že by sme raz mohli vytvoriť terapiu, ktorá nahradí regeneračné signály pokožky a pomôže pri obnove tkaniva aj u ľudí,“ uviedol Currie z Wake Forest University.
K tomu, aby človeku dorástla ruka, má veda zatiaľ ďaleko
Ak teraz čakáš, že vedci už objavili spôsob, ako ľuďom dorastú ruky alebo nohy, tak nie. Tento výskum je zatiaľ len prvý krok. Ukazuje však niečo dôležité, že regenerácia sa nedeje náhodne a stoja za ňou konkrétne genetické signály, ktoré by sa raz možno dali využiť aj v medicíne.
Aj samotní autori hovoria opatrne. To, čo fungovalo pri myšiach, je ešte veľmi ďaleko od toho, čo by sa dalo použiť pri človeku. Zároveň však tvrdia, že takýto prístup môže v budúcnosti doplniť aj ďalšie smery výskumu, napríklad pestovanie tkanív na špeciálnych konštrukciách alebo terapie založené na kmeňových bunkách. Ak raz príde skutočný prielom, pravdepodobne nepôjde o jeden zázračný objav, ale o kombináciu viacerých riešení.
Pre vedcov to nie je kuriozita, ale problém miliónov ľudí
Každý rok príde o končatinu viac ako milión ľudí, či už po úrazoch, pri rakovine, infekciách alebo kvôli komplikáciám cukrovky a cievnych ochorení. A keďže týchto diagnóz pribúda, bude pribúdať aj ľudí, pre ktorých dnešná medicína stále nemá plnohodnotné riešenie.
Protézy síce vedia človeku výrazne pomôcť, ale stále z neho neurobia pôvodnú ruku či nohu. Nevrátia plný cit, prirodzenú presnosť pohybu ani živé tkanivo, ktoré sa vie prispôsobovať a hojiť. Práve preto sa vedci pozerajú na zvieratá, ktoré túto schopnosť nestratili. Zatiaľ z toho ešte nie je návod na dorastanie ľudskej končatiny. No už samotné to, že sa podarilo zachytiť spoločný genetický mechanizmus naprieč tak odlišnými druhmi, naznačuje, že táto myšlienka nemusí navždy zostať len v ríši sci-fi.
