Proveržio galūnių ir organų atkūrimo koncepcija – arčiau regeneracinės medicinos terapijos kūrimo

Mokslininkų komanda, vadovaujama daktaro Jameso Godwino, iš MDI biologinės laboratorijos Bar Harbare, Meine, žengė žingsnį arčiau paslapties, kodėl salamandros gali atsinaujinti, o suaugę žinduoliai negali, atskleidžiant skirtumus. molekuliniame signale, kuris skatina regeneraciją aksolotle, labai regeneruojančioje salamandroje, o užblokuotas suaugusioje pelėje. Godvinas čia pavaizduotas su tanku, kuriame yra aksolotlas. Kreditas: MDI biologinė laboratorija

Daktaro Jameso W. Godwino atradimas Salamandruose priartina mokslą prie regeneracinės medicinos terapijos kūrimo.

Daugelis salamandrų gali lengvai atkurti prarastą galūnę, tačiau suaugę žinduoliai, įskaitant žmones, negali. Kodėl taip yra, yra mokslinė paslaptis, kuri tūkstančius metų žavėjo gamtos pasaulio stebėtojus.

Dabar mokslininkų komanda, vadovaujama daktaro Jameso Godwino, iš MDI biologinės laboratorijos Bar Harbare, Meino valstijoje, žengė žingsnį arčiau mįslės, atskleidžiančios molekulinių signalų, rodančių, kad regeneracija skatina aksolotlą, paslaptį. , labai regeneruojantis salamandras, tuo tarpu užblokuotas suaugusioje pelėje, kuri yra ribotų regeneracinių galimybių žinduolis.

„Nuo pat įkūrimo 1898 m. MDI biologinės laboratorijos mokslininkai rėmėsi lyginamąja biologija, norėdami įžvelgti žmogaus sveikatą“, – sakė instituto prezidentas, medicinos mokslų daktaras Hermannas Halleris. “Atradimai, kuriuos padarė Jameso Godwino lyginamieji tyrimai apie axolotl ir pelę, yra įrodymas, kad idėja apie gamtos pažinimą šiandien yra tokia pat galiojanti, kaip ir daugiau nei prieš šimtą dvidešimt metų.”

Axolotl

Meksikos salamandra axolotl, kuri dabar visiškai išnyko laukinėje gamtoje, yra mėgstamas regeneracinės medicinos tyrimų modelis dėl savo unikalaus gamtos atgimimo čempiono statuso. Nors dauguma salamandrų pasižymi tam tikru regeneraciniu pajėgumu, aksolotlas gali regeneruoti beveik bet kurią kūno dalį, įskaitant smegenis, širdį, žandikaulius, galūnes, plaučius, kiaušides, nugaros smegenis, odą, uodegą ir kt. MDI biologinės laboratorijos mokslų daktaro Jameso Godwino vadovaujama mokslininkų komanda žengė žingsnį arčiau paslapties, kodėl salamandros gali atsinaujinti, atskleidimo, tuo tarpu suaugę žinduoliai nesugeba atrasti molekulinės signalizacijos skirtumų, rodančių, kad aksolotle atsinaujina. , stiprus regeneruojantis salamandras, o suaugusioje pelėje jis yra užblokuotas. Kreditas: MDI biologinė laboratorija

Užuot regeneravus prarastas ar sužeistas kūno dalis, žinduoliai paprastai sužalojimo vietoje suformuoja randą. Kadangi randas sukuria fizinę kliūtį regeneracijai, MDI biologinės laboratorijos regeneracinės medicinos tyrimai sutelkė dėmesį į tai, kodėl ašolotlas nesudaro rando – arba kodėl jis neatsako į traumas taip pat, kaip ir pelė. ir kiti žinduoliai tai daro.

„Mūsų tyrimai rodo, kad žmonės turi neišnaudotų galimybių atgimti“, – sakė Godwinas. „Jei sugebėsime išspręsti randų problemą, galime išlaisvinti savo latentinį regeneracinį potencialą. Aksolotlai nepalieka randų, todėl atsiranda regeneracija. Bet kai randas susiformuoja, regeneracijos prasme jis baigėsi. Jei galime užkirsti kelią žmonių pažeidimams, galime pagerinti tiek daug žmonių gyvenimo kokybę. “

Aksolotlas kaip regeneracijos modelis

Meksikos salamandra axolotl, kuri dabar visiškai išnyko laukinėje gamtoje, yra mėgstamas regeneracinės medicinos tyrimų modelis dėl savo unikalaus gamtos atgimimo čempiono statuso. Nors dauguma salamandrų pasižymi tam tikru regeneraciniu pajėgumu, aksolotlas gali regeneruoti beveik bet kurią kūno dalį, įskaitant smegenis, širdį, žandikaulius, galūnes, plaučius, kiaušides, nugaros smegenis, odą, uodegą ir kt.

Pavyzdžiui, kadangi žinduolių embrionai ir jaunikliai gali atsinaujinti, kūdikiai gali atkurti širdies audinius, o vaikai – pirštų galiukus. Tikėtina, kad suaugę žinduoliai išsaugo regeneracijos genetinį kodą, o tai suteikia perspektyvą, kad galima sukurti farmacinę terapiją žmonių paskatinimui. regeneruoti audinius ir organus, prarastus dėl ligos ar traumos, užuot suformavus randą.

Pagrindinės galūnės regeneracijos signalas

Ši grafinė Jameso Godwino, daktaro, MDI biologinės laboratorijos Bar Harbore, Meine, santrauka rodo skirtumą tarp molekulinio signalo perdavimo meksikietiškos salamandros, galinčios lengvai atkurti galūnes ir kitas kūno dalis, axolotl imuninėje sistemoje, ir suaugusi pelė, kurios negalima. Kreditas: MDI biologinė laboratorija

Savo naujausių tyrimų metu Godwinas lygina imunines ląsteles, vadinamas makrofagais axolotle, su pelėse esančiomis ląstelėmis, siekdamas nustatyti aksolotlo makrofagų kokybę, skatinančią regeneraciją. Tyrimas grindžiamas ankstesniais tyrimais, kuriuose Godwinas nustatė, kad makrofagai yra labai svarbūs regeneracijai: išeikvotas, axolotl formuoja randą, o ne regeneruojasi, kaip ir žinduoliai.

Naujausi tyrimai parodė, kad nors makrofagų signalizavimas axolotle ir pelėse buvo panašus, kai organizmai buvo paveikti tokių patogenų kaip bakterijos, grybai ir virusai, dėl sužeidimų buvo kita istorija: axolotl makrofagų signalizavimas skatina naujų audinių augimas, tuo pačiu skatinant pelės randus.

Neseniai žurnale buvo paskelbtas mokslinių tyrimų straipsnis, pavadintas „Ryškus TLR signalizavimas Salamanderio reaguojant į audinių pažeidimus“. Vystymosi dinamika. Be Godwino, autoriai yra Nadia Rosenthal, daktarė, iš Džeksono laboratorijos; Ryan Dubuque ir Katya E. Chan iš Australijos regeneracinės medicinos instituto (ARMI); ir Sergejus Nowoshilowas, daktaras, iš Vienos (Austrija) molekulinės patologijos tyrimų instituto.

Vystymosi dinamika 2021 m. Birželio mėn

Specialus klausimas: Salamandros modeliai, skirti išsiaiškinti vystymosi biologijos, evoliucijos ir regeneracijos / atkūrimo mechanizmus: pirmoji dalis

Godwinas, kuris yra paskirtas kartu su Džeksono laboratorija, anksčiau buvo susijęs su ARMI, o Rosenthalas yra ARMI įkūrėjas. MDI biologinė laboratorija ir ARMI yra sudariusios partnerystės susitarimą, skirtą skatinti mokslinius tyrimus ir švietimą dėl atgimimo ir naujų terapijų, skirtų žmonių sveikatai skatinti, kūrimą.

Konkrečiai, straipsnyje buvo pranešta, kad baltymų klasės, vadinamos rinkliavų tipo receptoriais (TLR), signalizuojantis atsakas, leidžiantis makrofagams atpažinti tokios infekcijos ar audinių pažeidimo grėsmę ir sukelti uždegimą skatinantį atsaką, buvo „netikėtai įvairus“. … reaguojant į aksolotlo ir pelės sužalojimą. Išvadoje pateikiamas įdomus langas apie mechanizmus, kurie kontroliuoja regeneraciją aksolotle.

Gebėti „traukti atgimimo svertus“

Atradus alternatyvų signalizacijos kelią, suderinamą su regeneracija, galiausiai žmonėms gali būti taikoma regeneracinė medicina. Nors trumpalaikis žmogaus galūnės ataugimas gali būti nerealus, yra svarbių gydymo galimybių, kurios pagerina klinikinius rezultatus ligų, kurių metu randai vaidina svarbų vaidmenį patologijoje, įskaitant širdies, inkstų, kepenų ir plaučių ligas, klinikinius rezultatus.

„Mes artėjame prie supratimo, kaip aksolotlo makrofagai yra paruošti atgimimui, o tai priartins mus prie galimybės pritraukti žmonėms atgimimo svertus“, – sakė Godwinas. “Pvz., Matau, kad vietoj žaizdos, užmezgamos moduliatoriumi, galinčiu naudoti vietinį hidrogelį, kuris keičia žmogaus makrofagų, pavyzdžiui, axolotlio, elgesį”.

Imunologas Godwinas nusprendė ištirti imuninės sistemos funkciją atsinaujindamas dėl jos vaidmens ruošiant žaizdą taisyti kaip pirminio atsako traumos vietoje atitikmenį. Jo naujausi tyrimai atveria duris tolesniam kritinių TLR signalizacijos kelių mazgų kartografavimui, kurie reguliuoja unikalią imuninę aplinką, kuri leidžia atsikurti aksolotlui ir atsigauti be randų.

Nuoroda: Ryanas J. Debuque’as, Sergej Nowoshilow, Katya E. Chan, Nadia A. Rosenthal ir James W. Godwin, 2021 m. Balandžio 1 d. Vystymosi dinamika.
DOI: 10.1002 / dvdy.340

Godwino tyrimą remia Nacionalinių sveikatos institutų nacionalinių bendrųjų medicinos mokslų institutų institucijų plėtros apdovanojimas (IDeA), MDI biologinės laboratorijos apdovanojimų numeriais P20GM103423 ir P20GM104318. ARMI remia Viktorijos valstijos (Australija) valstijos vyriausybės dotacijos. Pelės tyrimai buvo paremti Jacksono laboratorijos institucinėmis lėšomis.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Didelė pažanga švarios energijos kuro elementų reakcijų srityje

Žinant geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, pasiekiamas efektyvumo lygis kuro elementų oksidacijos reakcijoje, kuri niekada nebuvo realizuota. Kreditas: Teksaso universitetas Austine /...

Astronomai atranda mažytę uolėtą planetą – tik pusę Veneros masės

Šis grafinis simbolis rodo L 98-59b, vieną iš L 98-59 35 šviesmečių sistemos planetų. Sistemoje yra keturios patvirtintos uolienų planetos, kurios gali atsirasti...

Du antihipertenziniai vaistai apsaugo nuo tos pačios širdies ligos, bet skirtingo šalutinio poveikio

Analizuojant beveik 3 milijonus pacientų, vartojusių pirmuosius kraujospūdį mažinančius vaistus, angiotenzino receptorių blokatoriai (ARB) buvo tokie pat geri kaip ir angiotenziną konvertuojančių fermentų (AKF)...

Ličio jonų akumuliatorių „įkūrėjas“ padeda savo atradimu išspręsti 40 metų senumo problemą

Ličio jonų akumuliatorių su SNS neutronais įkūrėjas patvirtino, kad katodo medžiaga (mėlyna) be ličio niobio oksido (šviesiai žalia) žymiai sumažino pirmojo ciklo energijos nuostolius...

Dirbtinis skrandžio prototipas atskleidžia skysčių virškinimo dinamiką

Iliustracija, rodanti srauto lauką ir lašelių disociaciją aplink antralinę susitraukimo bangą. Kreditas: Damien Dufour. Lašelių plyšimas rodo, kaip apatinės pilvo susitraukimo...

Newsletter

Subscribe to stay updated.