Επιστήμονες που μελετούν αξολότλ, ζεβρόψαρα και ποντίκια αποκάλυψαν ένα κοινό σύνολο γονιδίων που θα μπορούσε κάποια μέρα να βοηθήσει τους ανθρώπους να αναγεννήσουν χαμένα άκρα.
Εντοπίζοντας τα ισχυρά «γονίδια SP» που εμπλέκονται στην αναγέννηση, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η απενεργοποίηση αυτών των γονιδίων σταμάτησε την ορθή αναγέννηση των οστών σε σαλαμάνδρες και ποντίκια. Στη συνέχεια, χρησιμοποίησαν μια γονιδιακή θεραπεία εμπνευσμένη από τη βιολογία του ζεβρόψαρου για να αποκαταστήσουν εν μέρει την αναγέννηση στα ποντίκια, σημειώνοντας ένα σημαντικό βήμα προς μελλοντικές θεραπείες που θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν κατεστραμμένα άκρα με ζωντανό ιστό αντί για προσθέσεις.
Κοινά γονίδια αναγέννησης σε διαφορετικά είδη
Αυτή η σημαντική έρευνα συγκέντρωσε τρία εργαστήρια, που εργάστηκαν σε τρεις οργανισμούς για να συγκρίνουν την αναγέννηση, δήλωσε ο επίκουρος καθηγητής βιολογίας του Wake Forest, Josh Currie. Μας έδειξε ότι υπάρχουν καθολικά, ενοποιητικά γενετικά προγράμματα που οδηγούν την αναγέννηση σε πολύ διαφορετικούς τύπους οργανισμών. Η μελέτη υποδηλώνει ότι μια ομάδα γονιδίων, γνωστά ως SP γονίδια, μπορεί να διαδραματίσει κεντρικό ρόλο σε αυτή την προσπάθεια.
Οι ερευνητές επέλεξαν αξολότλ, ζεβρόψαρα και ποντίκια επειδή κάθε είδος προσφέρει μοναδικές γνώσεις. Τα αξολότλ είναι διάσημα για την εξαιρετική τους ικανότητα να αναγεννούν ολόκληρα άκρα, ενώ τα ζεβρόψαρα μπορούν επανειλημμένα να αναγεννήσουν κατεστραμμένα πτερύγια. Τα ποντίκια συμπεριλήφθηκαν επειδή είναι θηλαστικά και μπορούν να αναγεννήσουν τις άκρες των δακτύλων τους, παρόμοια με τους ανθρώπους που μπορούν μερικές φορές να αναγεννήσουν τις άκρες των δακτύλων αν η βάση του νυχιού παραμείνει άθικτη.
Πειράματα CRISPR αποκαλύπτουν τον ρόλο των γονιδίων
Η ομάδα ανακάλυψε ότι η αναγεννώμενη επιδερμίδα και στα τρία είδη ενεργοποίησε δύο γονίδια που ονομάζονται SP6 και SP8. Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR, η ομάδα του Currie αφαίρεσε το SP8 από το γονιδίωμα του αξολότλ. Χωρίς το γονίδιο, τα αξολότλ δεν ήταν σε θέση να αναγεννήσουν σωστά τα οστά των άκρων, ενώ παρόμοια προβλήματα παρατηρήθηκαν και στα ποντίκια.
Βασισμένο σε αυτά τα ευρήματα, το εργαστήριο του Brown σχεδίασε μια ιογενή γονιδιακή θεραπεία που παρείχε ένα μόριο σηματοδότησης που ονομάζεται FGF8. Στα ποντίκια, η θεραπεία ενθάρρυνε την αναγέννηση των οστών σε κατεστραμμένα δάκτυλα και αποκατέστησε εν μέρει ορισμένες αναγεννητικές ικανότητες που χάθηκαν όταν απουσίαζαν τα γονίδια SP. Μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε αυτό ως ένα είδος απόδειξης αρχής ότι ίσως είμαστε σε θέση να προσφέρουμε θεραπείες για την αναγέννηση ιστών στους ανθρώπους, εξήγησε ο Currie.
Προς τη μελλοντική αναγέννηση ανθρώπινων άκρων
Οι ερευνητές προειδοποιούν ότι η εργασία βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο και θα χρειαστούν πολλές περισσότερες μελέτες πριν οι ανακαλύψεις στα ποντίκια μεταφραστούν σε θεραπείες για ανθρώπους. Παρόλα αυτά, η προσέγγιση της γονιδιακής θεραπείας σε αυτή τη μελέτη είναι μια νέα οδός που μπορεί να συμπληρώσει και ενδεχομένως να ενισχύσει μια πολυεπιστημονική λύση για την αναγέννηση των ανθρώπινων άκρων.