Dacă tăiați piciorul de o salamandră, acesta crește înapoi. Oamenii, însă, nu pot gestiona trucul. Motivele sunt departe de a fi simple și, într-o oarecare măsură, sunt încă un pic de mister.
"De fapt, ne regenerăm foarte bine; epiderma noastră, de exemplu", a spus David Gardiner, profesor de dezvoltare și biologie celulară la Universitatea din California, Irvine, la Live Science, referindu-se la stratul superior al pielii. "Căptușeala noastră intestinală, putem regenera bucăți și bucăți. Dar nu regenerăm aceste structuri mai complexe."
Gardiner a studiat regenerarea salamandrei de zeci de ani, căutând mecanismul de bază al superputerii. Regenerarea umană, a spus el, este probabil încă în viitor, dar nu prea departe - este posibil ca unul dintre studenții săi absolvenți sau cercetătorii postdoctorali să-l crape, iar regenerarea membrelor va face parte din trusa de instrumente medicale.
Asta pentru că, în teorie, regruparea membrului uman ar trebui să fie posibilă. În piele, de exemplu, dacă tăieturile nu sunt adânci, nu va exista cicatrici datorită procesului de vindecare care regenerează celulele pielii. De asemenea, este posibil ca oamenii să regenereze tocmai vârfurile degetelor dacă celulele de sub unghii sunt încă intacte. Oasele se vor împleti dacă reîntâlnești piesele, să zicem, cu un șurub sau o piesă turnată. Cheltuielile umane pot crește, de asemenea, pentru a umple spațiul și a reconstrui o parte din structura care a fost deteriorată.
Creșterea unui întreg membru
Dar regenerarea membrelor (de tipul salamandrelor) este mai mult decât o simplă înlocuire a țesutului. Pentru ca un membre să se regenereze, ai nevoie de os, mușchi, vase de sânge și nervi. Există celule stem adulte, un fel de celulă nediferențiată care poate deveni specializată, care regenerează mușchiul, dar par să nu activeze. "Puteți regenera vasele de sânge și chiar nervii", a spus Gardiner. - Dar întregul braț nu poate.
Stéphane Roy, directorul laboratorului pentru regenerarea țesuturilor la vertebrate de la Universitatea din Montreal, a remarcat că pielea, ficatul și osul nu se regenerează în același sens în care salamandrele o fac.
„Oamenii nu pot înlocui decât stratul superficial al pielii (care este, de fapt, un proces continuu numit homeostază)”, a spus el într-un e-mail. „Cea mai mare parte a prafului dintr-o casă este celulele moarte ale pielii pe care le-am pierdut”.
"Ficatul este, de asemenea, destul de diferit de regenerarea membrelor la salamandre", a spus Roy. "Regenerarea ficatului este o hiperplazie compensatorie, ceea ce înseamnă că ceea ce a rămas va crește ca mărime pentru a compensa ceea ce a fost pierdut." Deci țesutul hepatic care se află acolo va crește, dar dacă s-ar pierde întregul ficat, nu s-ar putea regenera.
„Ceea ce s-a pierdut nu va regresa și, prin urmare, nu puteți re-amputa ficatul, spre deosebire de membrele dintr-o salamandră, care poate fi amputată de mai multe ori și de fiecare dată când un nou membru se va regenera”.
Oamenii au capacitatea de a se regenera
Gardiner a spus însă că oamenii construiesc sisteme de organe întregi în pântec; din doar câteva informații genetice, un embrion uman se dezvoltă într-o persoană completă în nouă luni. Deci, există o abilitate limitată de a regăsi lucrurile și asta are sens evolutiv - oamenii trebuie să fie capabili să se vindece, a spus el.
În plus, mașina genetică care stă la baza unui om și a unei salamande nu este chiar atât de diferită, chiar dacă ultimul strămoș comun al nostru a divergent în perioada Devoniană, cu aproximativ 360 de milioane de ani în urmă. "Nu exista gene speciale pentru regenerare", a spus Gardiner. „Există acești pași pe care îi parcurg și cel puțin unul dintre acești pași nu funcționează la oameni”.
Pentru a regăsi o membră, celulele trebuie să știe unde se află - sunt chiar în vârful unui membru de degetele sau sunt la nivelul articulației cotului? - și trebuie să construiască structurile potrivite în ordinea corectă. Salamandrele au anumite gene care sunt „oprite” la om, a spus Gardiner. Poate că acele gene permit regenerarea, sau cel puțin ajută la controlul procesului. Ceva din trecutul evolutiv al oamenilor a ales împotriva exprimării genelor așa cum fac salamandrele. Nimeni nu știe ce a fost acel ceva, a spus el.
În 2013, un om de știință australian, James Godwin, de la Universitatea Monash ar fi putut rezolva o parte din acest mister. El a descoperit că celulele, numite macrofage, par să împiedice acumularea de țesuturi cicatrice în salamandre. Macrofagele există la alte animale, inclusiv la oameni, și fac parte din sistemul imunitar. Funcția lor este de a opri infecțiile și de a provoca inflamații, acesta fiind semnalul către restul corpului că este nevoie de reparații. Salamandrele lipsite de macrofage nu au reușit să-și regenereze membrele și în schimb au format cicatrici.
Gardiner a spus că lucrarea lui Godwin a fost un pas către înțelegerea regenerării membrelor. Salamandrele obișnuite nu dezvoltă deloc țesut cicatricial. Când un om rupe un mușchi sau obține o tăietură suficient de adâncă, dăunătoare țesutului conjunctiv, se formează țesut cicatricial. Acest țesut cicatricial nu oferă aceeași funcționalitate ca lucrurile originale.
„Dacă aș putea face o salamandră la cicatrice, asta ar fi cu adevărat ceva”, a spus Gardiner, pentru că asta ar arunca lumină asupra mecanismului care face ca oamenii să nu poată regăsi o membră sau un organ. Deci macrofagele ar putea face parte din poveste, dar nu toate.
Neotonie și regenerarea membrelor
Capacitatea de „a rămâne tânără” poate adăuga o altă perspectivă asupra misterului regenerarii membrelor. Salamandre mexicane, numite axolotli sau Ambystoma mexicanum, sunt neotenice, ceea ce înseamnă că păstrează trăsăturile tinere la vârsta adultă. Acesta este motivul pentru care axolotii păstrează branhii pe măsură ce se maturizează, în timp ce alte specii de salamandre nu.
Oamenii au și neotenie, motiv pentru care adulții arată mai mult ca niște copii ai noștri decât în cazul altor primate și de ce ne luăm mai mult pentru a maturiza decât, așa cum spun, cimpanții. Poate există vreo legătură cu neotenie și regenerare. Gardiner observă că tinerii par mai capabili să se vindece decât cei mai în vârstă.
În plus, cercetătorii de la Harvard Medical School au descoperit că o genă numită Lin28a, care este activă la animalele imature (și la oameni), dar care se oprește cu maturitatea, are o mână în a permite șoarecilor să regenereze țesutul - sau cel puțin să regreze vârfurile de degetele de la picioare și urechile. Odată ce animalele aveau mai mult de 5 săptămâni, nu au reușit să regreseze acele părți, chiar și atunci când funcția Lin28a a fost stimulată. Lin28a face parte din sistemul de control al metabolismului animalului - atunci când este stimulat, poate face ca un animal să genereze mai multă energie, de parcă ar fi mai tânăr.
Dar natura exactă a conexiunii nu este încă înțeleasă. În timp ce toate salamandrele pot regenera membre, numai axolotilii sunt neotenici, a remarcat Roy.
Salamandrele, în special axolotlele, pot recruta celule stem pentru a începe să se reglementeze, iar tipurile de celule care reacționează la un loc al plăgii apar, de asemenea, legate de dacă membrele pot crește din nou. Gardiner a fost capabil să facă ca salamandrele să crească membrele suplimentare prin stimularea creșterii celulelor nervoase într-un loc al plăgii.
"Poate avea de-a face cu un răspuns imun puternic, sau cu eliberarea specifică a unor factori de creștere, sau o combinație a ambilor. Ar putea fi parțial o problemă de biofizică: membrele Salamander sunt mult mai mici decât oamenii; cu toate acestea, broaștele nu pot regenera membrele, deci s-ar putea să nu fie doar o întrebare de mărime ", a spus Roy.
Acest mister rămâne unul - cel puțin deocamdată.
Articolul original despre știința în direct.
