Новые ноги у лягушек выросли похожими на старые
С помощью специального молекулярного коктейля лягушки сумели отрастить почти настоящую заднюю ногу взамен ампутированной.
Все животные более-менее способны к регенерации, но тут всё дело в том, «более» или «менее». Есть знаменитые «регенераторы» вроде плоских червей планарий, которые, будучи разрезаны на множество кусков, из каждого куска восстанавливают целое тело; есть тритоны, которые могут отрастить откушенную ногу; есть ящерицы, отращивающие хвост. Но уже регенерация хвоста у ящериц происходит с проблемами – получается просто хрящевой отросток в коже, без нервов и позвоночника. У зверей же могут заживать раны, восстанавливаться кожа и, к примеру, печень (которая может восстановить до половины собственной массы), но отрастить конечность млекопитающие не могут: обрубок просто затянет соединительная ткань.
Естественно, было бы хорошо научиться секретам регенерации планарий – или хотя бы тритонов – чтобы использовать их в медицине. Несколько лет назад мы рассказывали об экспериментах сотрудников Университета Тафтса, сконструировавших биореактор для отращивания ног у лягушек. Биореактор представлял собой что-то вроде силиконового наконечника, который был наполнен гидрогелем на основе белков шёлка, пропитанного гормоном прогестероном.
Известно, что белки шёлка помогают ранам заживать, а прогестерон стимулирует рост нервов, кровеносных сосудов и костной ткани. Эксперименты ставили со шпорцевыми лягушками с ампутированными задними лапами. Обычно у них вырастает длинный щупальцеобразный вырост, ничем не напоминающий нормальную лапу. Если же на место ампутированной конечности надеть колпачок с прогестероном гидрогелем, то получится уже не щупальцеобразный вырост, а что-то вроде плоского весла с нервами, сосудами и костью.
В новой статье в Science Advances те же исследователи пишут, что отросток на месте утраченной ноги можно сделать ещё более похожим на ногу, если использовать не прогестерон, а коктейль из ретиноевой кислоты, соматотропина (гормона роста), нейротрофического фактора мозга (BDNF) и ещё двух биоактивных производных жирных кислот. Эти пятеро стимулируют несколько молекулярных сигнальных путей, которые побуждают клетки в месте ампутации делиться и образовывать сложные структуры, и, кроме того, подавляют в ране воспаление и синтез коллагена – чтобы не дать появиться рубцу, который закроет возможность регенерировать.
Колпачок-биореактор с пятью веществами для регенерации держали на ране сутки, но этого было достаточно, чтобы потом в течение нескольких месяцев у лягушек появилась новая нога, практически неотличимая от настоящей. В пальцах на ноге, правда, не было костей (во всей остальной ноге были), но, так или иначе, лягушки ходил, прыгали и плавали с помощью новой ноги так же, как и с собственной ногой.
Конечно, хотелось бы поскорее узнать, что получится, если такой же эксперимент поставить на мышах. Однако не стоит забывать, что у лягушек общие регенеративные умения явно сильнее, чем у зверей – в конце концов, у лягушек на месте утраченной конечности даже без каких-то лекарств всё равно что-то пытается вырасти. Так что надо быть готовыми к тому, что лягушачий рецепт придётся сильно адаптировать под мышиные лапы.