Sýnt hefur verið fram á í fyrsta skipti að fullorðnir froskar rækta aftur aflimaða fætur sem merkir það sem bylting fyrir endurnýjun líffæra.
endurbygging þýðir að endurrækta skemmdan eða vanta hluta af líffæri úr leifarvef. Fullorðnir menn geta með góðum árangri endurnýjað sum líffæri eins og lifur og sérstaklega húð sem er reglulega endurnýjuð og lagfærð en því miður er vefur manna flestra líffæri hafa ekki getu til að endurnýjast. Svið endurnýjandi lækninga miðar að því að finna leiðir til að endurvekja endurnýjun vefja í líkama okkar. Hin fullkomna lausn væri að setja af stað mikilvægar leiðir sem geta endurheimt vef, til dæmis útlim, úr eigin frumum, en það er ekki einfalt mál þar sem vísindamenn eru enn að reyna að skilja blæbrigði endurnýjunar vefja.
Í rannsókn sem birt var í Skýrslur Cell, scientists from Tuft University USA aimed to understand tissue regeneration capacity and how cells cooperate and form a three-dimensional líffæri. They chose to reproduce tissue growth in an animal which normally does not regenerate and they chose an amphibian – adult aquatic African clawed frog (Xenopus laevis) – a commonly used laboratory animal in research. Amphibians have very limited tissue renewal capacity similar to humans. Scientists successfully designed a device which retriggers tissue generation at the amputation site and enables to partially regenerate a hindlimb in adult Xenopus frog.
Aflimaðir útlimir vaxa aftur
Í fyrsta lagi var lífreactor sem hægt er að nota við prentað í þrívídd í sílikoni og hann fylltur með hydrogeli. Næst voru rakandi silkiprótein sett á þessa hydrogel fjölliðu sem vitað er að stuðla að lækningu og endurnýjun. Hormóninu prógesteróni – taugastera – var bætt við sem almennt er vitað að tengist tíðum, meðgöngu og brjóstagjöf. Prógesterón tekur einnig þátt í að stuðla að viðgerð á taugaæðum og öðrum vefjum. Froskunum var skipt í tilrauna-, viðmiðunar- og sýndarhópa. Í stjórnunar- og sýndarhópum var lífreactor tæki saumað inn í froskana samstundis eftir aflimun útlima. Í tilraunahópi var prógesterón losað af lífreaktornum á aflimunarstaðinn. Tækin voru fjarlægð eftir 3 klst. Síðan var fylgst með froskunum reglulega í nokkra mánuði. Froskar í stjórn og sýndarhópar þróuðu þunnan, brjóskmyndandi topp á aflimunarstaðnum sem er eðlilegt þegar endurnýjun vefja fer fram án aðstoðar. Það sást aðeins hjá froskum úr tilraunahópnum að lífreactor tækið hrundi af stað endurnýjun stærri útlima og froskar endurgerðu uppbyggðari róðralaga viðhengi nálægt næstum fullmótuðum útlimum. Þetta var til marks um aðstoð við endurnýjun vefja. Sýnilegur munur var áberandi innan nokkurra vikna sjálft sem bendir til þess að lífreactor tækið hafi búið til stuðningsumhverfi í kringum sár til að gera vefjum kleift að vaxa – svipað og vefur myndi vaxa í fósturvísi inni í leginu. Aðeins stutt prógesteróngjöf frá lífreaktornum (aðeins settur í 24 klukkustundir) hafði komið af stað vexti mjúkvefs og beina í nokkra mánuði. Við vefjafræðigreiningu og sameindaskoðun á endurmynduðum mannvirkjum kom í ljós að þessir útlimir voru þykkari og með þróaðari bein, ítaug og æðamyndun. Dýrin sem fengu prógesterón voru einnig virkari en viðmiðunar- og sýndarhópar.
Vöxtur útlima stöðvaðist eftir um það bil sex mánuði en það leiddi til óvenjulegs vaxtar fingra og táa. Endurvaxnir útlimir höfðu gott beinrúmmál og þéttleika, helstu æðar, vel settar taugar og þessir froskar gátu jafnvel synt svipað og venjulegir óaflimaðir froskar myndu nota innfædda útlimi sína. RNA raðgreining og umritagreining sýndu að genatjáning í frumunum á aflimunarstaðnum var breytt af lífreactornum. Þannig að gen tengd oxunarálagi og virkni hvítra blóðkorna voru virk (uppstýrt) og sumum öðrum var stjórnað niður. Örmyndunin og ónæmissvörunin voru einnig minnkuð, sem gerir endurnýjun kleift að halda áfram með því að veikja náttúruleg viðbrögð líkamans við meiðslum sem annars hefðu hamlað endurnýjunarferlinu.
Framtíð
Þessi rannsókn byggir á rökfræði þess að skilgreina kickstart eða kveikjuáætlun sem myndi leiða til langtímavaxtar. Það má kalla það sem nýtt líkan af frumuörvun. Fyrri rannsóknir hafa sýnt að mýs geta endurnýjað aflimaðar fingurgóma að hluta við venjulegar aðstæður en vegna þess að þær eru ekki í vatni og ekkert vatn er til að vernda þær, þannig að ólíkt froskdýrum var ferlið í músum ekki skilvirkt vegna þess að viðkvæmar endurmyndaðar frumur urðu aftur fyrir hörðu yfirborði og aftur. Endurnýjunaraðferðin í hryggdýrum ætti að eiga við um spendýr og mannslíkamann og kannski mjög fljótlega í framtíðinni gætum við endurnýjað flókin líffæri sem gætu nýst við líffæraígræðslu eða hvers kyns áverka, jafnvel krabbamein.
***
{Þú getur lesið upprunalegu rannsóknarritgerðina með því að smella á DOI hlekkinn sem gefinn er upp hér að neðan á listanum yfir tilvitnaðar heimildir}
Heimildir)
Herrera-Rincon C o.fl. 2018. Stutt staðbundin notkun prógesteróns í gegnum lífreactor sem hægt er að nota framkallar langtíma endurnýjunarsvörun hjá fullorðnum xenopus hindlimb. Skýrslur Cell. 25 (6). https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.10.010
***
