Pro většinu savců je schopnost dorůst ztracených částí těla biologicky nedosažitelným cílem. Zatímco dítě dokáže zregenerovat špičku useknutého prstu a myš část končetiny, zbytek těla zůstává k podobným výkonům neschopen. To je v příkrém rozporu se „superregenerátory“, jako jsou mloci a hvězdice, kteří jsou schopni dorůst celých končetin.
Nová studie publikovaná v časopise Science naznačuje, že odpověď na to, proč jsou savci omezeni, může ležet nejen v naší DNA, ale také v chemických a environmentálních podmínkách obklopujících naše buňky.
Role extracelulární matrix
Jednou z hlavních překážek regenerace u savců je tvorba jizev. Ve většině případů vážného poranění tělo upřednostňuje rychlé uzavření rány jizvou, což účinně blokuje jakoukoli možnost zotavení.
Studie vedená Byronem Mui na lékařské fakultě Stanfordské univerzity se zabývala tím, proč se špička prstu může zotavit, ale zbytek prstu nikoli. Výzkumníci se zaměřili na extracelulární matrix – strukturální materiál, který obklopuje a podporuje buňky.
- Objev: Myši s vyššími hladinami kyseliny hyaluronové v extracelulární matrix byly schopny regenerovat části prstů efektivněji a s mnohem menším zjizvením.
- Význam: Zdá se, že kyselina hyaluronová, látka často používaná v kosmetice k udržení vlhkosti, hraje klíčovou roli při vytváření biologického prostředí, které podporuje hojení spíše než jizvy.
Hladiny kyslíku a buněčné vnímání
Druhá studie se zaměřila na environmentální spouštěče, které některým druhům umožňují regeneraci a jiným ne. Porovnáním afrických pulců drápatých žab (které dokážou regenerovat končetiny) s myšími embryi (která to nedokážou) vědci zjistili souvislost mezi hladinou kyslíku a regenerační schopností.
Molekulární biolog Georgios Tsissios a jeho tým objevili následující:
1. Prostředí s nízkým obsahem kyslíku – podobné vodnímu prostředí pulců – pomohlo tkáním embryonálních myší hojit se efektivněji.
2. Snížením hladiny kyslíku v končetinách myší byli vědci schopni spustit rané regenerační reakce, které u savců obvykle chybí.
3. Je tu však záludný obrat: buňky pulců se zdají být méně citlivé na změny hladiny kyslíku než buňky myší. To naznačuje, že jak buňka vnímá své prostředí, je stejně důležité jako prostředí samotné.
Proč je to důležité pro budoucnost
Tyto výsledky znamenají změnu paradigmatu v tom, jak vědci přistupují k regenerativní medicíně. Místo toho, aby se soustředili pouze na změnu genů, vědci nyní studují, jak manipulovat s místním prostředím rány, aby „obelstili“ savčí buňky, aby se chovaly jako buňky mloka.
Ačkoli tyto studie ještě nevedly k úplnému opětovnému růstu končetiny, poskytují plán budoucí terapie. Vědci doufají, že díky kontrole hladiny kyseliny hyaluronové a regulaci expozice kyslíku nakonec přejdou od léčby jednoduchých ran k regeneraci komplexních tkání.
“Jako vědecká komunita nás skládání těchto dílků skládačky nakonec povede k možnosti regenerace končetin u lidí.” — Jessica White, Harvard University
Závěr
Identifikací hladiny kyseliny hyaluronové a kyslíku jako klíčových faktorů regenerace nás tento výzkum přibližuje k pochopení toho, jak překonat proces zjizvení u savců. Přestože kompletní obnova končetiny zůstává vzdáleným cílem, tato biologická vodítka pokládají základ pro budoucí průlomy v tkáňovém inženýrství a hojení ran.
