Nový výzkum publikovaný v Nature Communications ukazuje, že genetické a buněčné mechanismy, které jsou základem regenerace končetin, jsou pozoruhodně dobře zachovány u různých druhů obratlovců – včetně starověkých ryb a moderních mloků. Tento objev vrhá světlo na evoluční historii regenerace, což naznačuje, že schopnost dorůstat ztracených částí těla je prastará vlastnost, která byla ztracena nebo oslabena u mnoha lidských linií.
Evoluční počátky regenerace
Vědci vedení Igorem Schneiderem z Louisianské státní univerzity se zaměřili na senegalského bihira (Polypterus senegalus ), prastarou kostnatou rybu, která dokáže zcela regenerovat své ploutve. Tento druh je považován za „živoucí fosilii“ díky své poloze na bázi stromu obratlovců. Studiem bihiry spolu s axolotly (mloci známí svou schopností regenerovat končetiny) a zebrafish (kterým znovu dorůstají konečky ploutví) tým objevil společný buněčný plán pro opravu.
Imunitní reakce jako klíčový spouštěč
Studie zjistila, že u všech tří druhů začíná regenerace rychlým přílivem imunitních buněk. Zpočátku tyto buňky bojují s infekcí – standardní reakcí na ránu. U bihiry a axolotlů se však imunitní systém rychle přepne na potlačení zánětu, čímž se zabrání tvorbě zjizvené tkáně – kritický krok pro úspěšnou regeneraci. Zjizvení brání reparaci; Tím, že se mu tato zvířata vyhýbají, udržují nezbytné buněčné prostředí pro rekonstrukci tkáně.
Metabolický posun pro růst nezávislý na kyslíku
Hojení ran často zahrnuje narušení průtoku krve, což vede k nedostatku kyslíku. Studie zjistila, že všechny tři druhy tento problém překonávají aktivací metabolických drah, které nejsou závislé na kyslíku. To umožňuje buňkám pokračovat ve výrobě energie a stavebních materiálů pro regeneraci i v podmínkách nedostatku kyslíku.
Neočekávaná role červených krvinek
Jedním z nejpozoruhodnějších zjištění byl masivní nárůst červených krvinek v místě amputace u bihirů a axolotlů – až 20 % všech přítomných buněk ve srovnání s obvyklými 2 %. Na rozdíl od lidských červených krvinek, které při dozrávání ztrácejí jádra, si je tyto buňky zachovávají, což umožňuje zvýšenou aktivitu genů. Vědci se domnívají, že tyto červené krvinky s jádry mohou signalizovat jiným buňkám a dále koordinovat proces regenerace.
Důsledky pro humánní medicínu
Společné mechanismy pozorované u těchto široce oddělených druhů naznačují, že schopnost regenerace končetin je hluboce zakořeněna v evoluci obratlovců. Ačkoli lidé tuto schopnost do značné míry ztratili, porozumění základním genetickým a buněčným cestám může být základem budoucího úsilí v regenerativní medicíně. Studie zdůrazňuje, že klíč k regeneraci končetin nespočívá nezbytně v objevení zcela nových genů, ale v probuzení nebo přepracování starých, zachovaných cest, které již existují v našem vlastním genomu.
Toto dílo představuje významný krok k odhalení záhad regenerace. Další výzkum těchto mechanismů může nakonec odhalit, zda budou lidé někdy schopni znovu získat schopnost znovu narůst ztracené končetiny.
