Raktas į žmonių galūnių regeneraciją: kodėl atauga nukirpti nagai?

„Tai nuostabus tyrimas“, apibūdinęs molekulinius ir ląstelinius žinduolių regeneraciją lemiančius procesus, -sakė Hans-Georg Simon, tyrime nedalyvavęs vystymosi biologas Northwestern universitete. Gauti duomenys parodė, kad žinduolių regeneraciją valdantys molekuliniai mechanizmai glaudžiai susiję su panašiu procesu, vykstančiu varliagyviuose. Galbūt tai išlikusi regeneracijos programa, galinti būti panaudota kitų audinių atkūrimui.

Žinduoliai pasižymi įspūdinga savybe atauginti prarastus pirštų galiukus, įskaitant nagus, nervus ir net kaulus. Iki šiol nebuvo suprantama, kodėl žmonėms prarasti pirštų galiukai gali ataugti vos per kelis mėnesius.

„Kiekvienas žino, kad nagai auga nesustodami, tačiau niekas nežino kodėl,“ – sako vyriausiasis straipsnio autorius dr. Mayumi Ito iš Niu Jorko universiteto Medicinos mokyklos (New York University‘s School of Medicine).

Dr. Ito su kolegomis ištyrė šį gebėjimą žinduoliuose naudodami genetiškai modifikuotas peles. Pirmą kartą išaiškintos biocheminės reakcijos, pradedančios vykti iškart po piršto galiuko amputacijos.

Mokslininkai atrado svarbią nuorodą aiškinant šį procesą: atsinaujinančių kamieninių ląstelių populiaciją nago matrikse – pačiu nagu uždengtoje odoje, kurioje gausu nago augimą skatinančių kraujagyslių ir nervų. Toliau paaiškėjo, jog norint atkurti prarastą piršto galiuko kaulinį audinį, šioms kamieninėms ląstelėms yra būtina šeima baltymų, vadinamų „Wnt signalų perdavimo tinklu“ (angl. Wnt signalling network), taip pat turinčių svarbų vaidmenį plaukų augime bei audinių regeneracijoje.

„Amputuotus pirštų galiukus turinčiose pelėse užblokavus Wnt signalų perdavimo tinklą kaulai ir nagai neataugo,“ – sakė dr. Ito.

Tyrėjai taip pat pastebėjo, kad manipuliavus Wnt signalų perdavimo tinklą, galima stimuliuoti kaulo ir audinių regeneraciją šiek tiek toliau nei piršto galiukas.

„Tokio lygio amputacijos paprastai neatauga,“ – pabrėžė dr. Ito.

Rezultatai rodo, kad Wnt signalų perdavimas būtinas pirštų galiukų regeneracijai bei teikia vilčių naujiems prarastų galūnių atkūrimo žmonėms būdams. „Šis darbas dar kartą įrodė, kad žinduoliai nėra visiškai praradę regeneracijos galimybę – tiesiog tam reikalingi vystymosi signalai nėra įjungti,“ – sako James Monaghan, regeneracijos biologas Northwestern universitete.

Žvelgdama į ateitį, dr. Ito komanda planuoja tyrinėti molekulinius mechanizmus, lemiančius Wnt signalų perdavimo tinklo ir nago kamieninių ląstelių tarpusavio sąryšį ir vaidmenį kaulų ir nagų augimui.

Regeneracijos tyrimai dar tik „žengia į naują erą,“ – sakė Hans-Georg Simon, tikintis, kad tikslas pereiti nuo varliagyvių regeneracijos iki „atitinkamos sistemos modelio žinduoliuose sukūrimo yra tikrai, tikrai pasiekiamas.“