Odpowiednie zaopatrzenie rany i kombinacja pięciu leków pozwoliły naukowcom z z Uniwersytetów Taftsa i Harvarda odbudować żabie niemal całkiem sprawną tylną kończynę. Autorzy pracy widzą w tym nadzieję dla medycyny regeneracyjnej. Udało się odbudować nogi u zwierząt, które tej zdolności normalnie nie mają. Jak tłumaczą w najnowszym numerze czasopisma "Science Advances" sukces osiągnęli z jednej strony dzięki zablokowaniu procesu tworzenia się blizny, z drugiej dzięki odblokowaniu mechanizmów, które sterują rozwojem mięśni, naczyń krwionośnych i włókien nerwowych na etapie embrionalnym.
Żabom szponiastym (Xenopus laevis) na 24 godziny zakładano na ranę silikonowy bioreaktor zawierający pięć leków. Uruchamiano w ten sposób proces prowadzący w ciągu 18 miesięcy do odbudowy kończyny na tyle, że żaba mogła ją wykorzystać do pływania. Badacze z Uniwersytetów Taftsa i Harvarda zamierzają teraz przetestować tę metodę na ssakach. Ewentualny sukces może otworzyć drogę do wykorzystania jej w medycynie.
Niektóre zwierzęta mają możliwość odbudowywania utraconych kończyn, dotyczy to salamandr, rozgwiazd, krabów, czy jaszczurek. U ssaków podobne mechanizmy nie działają i organizm człowieka potrafi co najwyżej zasklepić ranę tak, by zabezpieczyć ją przed utratą krwi i infekcją. Naukowcy z Uniwersytetu Tuftsa opracowali teraz metodę, która pozwala uruchomić rekonstrukcję kończyny u afrykańskiej żaby szponiastej. W tym celu na kikut zakładają płazom silikonowy bioreaktor, nazwany BioDome, nasączony koktajlem pięciu leków.
Każdy z leków ma inne działanie, od zablokowania procesów zapalnych, przez blokadę produkcji kolagenu, który tworzy bliznę, po odblokowanie mechanizmów wzrostu tkanki mięśniowej, naczyń krwionośnych i włókien nerwowych. Bioreaktor stwarza wokół kikuta środowisko, w którym naturalną skłonność do zasklepienia rany zastępują mechanizmy promujące proces regeneracji.
Badacze obserwowali u większości badanych żab gwałtowny przyrost tkanek, który doprowadził do odbudowy niemal w pełni funkcjonalnych kończyn. Odrestaurowane kończyny miały w dużej mierze poprawną strukturę kostną i nawet odbudowane palce, choć tu akurat bez kości. Odbudowane nogi mogły się poruszać i reagowały na dotyk, żaby były w stanie z ich pomocą pływać.
To ekscytujące, że leki, które dobraliśmy, pomagają w odtworzeniu niemal kompletnej kończyny - mówi pierwsza autorka pracy, prof. Nirosha Murugan z Allen Discovery Center przy Tufts University - Fakt, że tylko krótki okres poddania działaniu tych leków wystarczył, by uruchomić cały, trwający miesiącami, proces regeneracji wskazuje na to, że żaby, a może i inne zwierzęta, muszą mieć uśpione zdolności do regeneracji, które można pobudzić do działania.
Badacze zauważyli, że taka krótka interwencja, w ciągu zaledwie paru dni, uruchamiała szereg ścieżek molekularnych, które w normalnych warunkach sterują rozwojem organizmu na etapie embrionalnym. To sugeruje, że raz uruchomiony mechanizm regeneracji odbywa się już bez zewnętrznej interwencji. Sprawdzą teraz, czy u ssaków może być podobnie.