211service.com
Záhada regenerace končetin vyřešena
Salamandři mají záviděníhodnou schopnost dorůstat amputovaným nebo zraněným přívěskům; znovu vytvářejí všechny kosti, svaly, kůži, krevní cévy a nervy nové části těla tak obratně, že je těžké říci, že kdy chyběla. Díky této schopnosti jsou mloci oblíbenými předměty pro vědce, kteří studují regeneraci – a snaží se zjistit, jak lze lidské buňky přimět ke stejnému výkonu.
Zpět : Schwannovy buňky jsou zde zobrazeny v končetině mloka. Když končetina po amputaci znovu dorostla, pouze tyto buňky se obalily kolem nervových vláken; jiné typy buněk se nezměnily na Schwannovy buňky.
U mloků pocházejí nové tkáně z nádorovité hmoty buněk, která se tvoří v místě poranění, nazývaného blastém. Až dosud si většina vědců myslela, že blastém obsahuje populaci kmenových buněk, které se staly pluripotentními – schopnými dát vzniknout všem potřebným tkáním. Ale nový článek v deníku Příroda poskytuje důkaz, že tomu tak není. Místo toho kmenové buňky zapojené do regenerace vytvářejí pouze buňky tkáně, ze které pocházejí. Zjištění naznačuje, že regenerace nevyžaduje, aby se buňky přeprogramovaly tak dramaticky, jak vědci předpokládali.
Elly Tanaková , vedoucí vědec studie v Centru pro regenerační terapie v Drážďanech v Německu, říká, že mnoho lidí mělo dojem, že tyto blastémové buňky jsou všechny stejné. Tanakova laboratoř dokonce již dříve ukázala, že z jediného svalového vlákna může v regenerované končetině vzniknout několik typů buněk. Ale předchozí studie, říká, se spoléhaly na nedokonalé metody sledování buněk, jako je použití fluorescenčních barviv, která mohla uniknout do jiných buněk.
V nejnovější studii Tanakův tým použil novou metodu pro sledování osudu buněk z různých tkání u druhu mloka zvaného axolotl. Vědci nejprve vytvořili transgenní axolotly, které nesly zelený fluorescenční protein (GFP) v celém svém těle. Když byla zvířata ještě embrya, vědci odebrali kus tkáně z oblasti končetin transgenních zvířat a transplantovali tkáň na stejné místo u netransgenních axolotlů. Transplantáty byly začleněny do rostoucího těla jako normální buňky, a když pak byla končetina příjemců transplantátu oddělena, vědci mohli sledovat osud fluorescenčních buněk, jak končetina znovu dorůstala.
Vědci pomocí této metody sledovali osud buněk vnitřní a vnější kůže, svalů a chrupavek a také Schwannových buněk, které izolují nervová vlákna. Zjistili, že na rozdíl od předchozích důkazů se svalové buňky v místě amputace stávají pouze svalovými buňkami v nové končetině. Jiné typy buněk se také držely své předchozí identity; jedinou výjimkou, říká Tanaka, je to, že buňky vnitřních vrstev kůže a chrupavky se zdají být schopny se přeměnit jedna v druhou. Ale z větší části, říká, blastema není homogenní hmota buněk, ale směs kmenových nebo progenitorových buněk z různých tkání, které zůstávají během celého procesu oddělené.
Buněčně specifické : Tento obrázek ukazuje část regenerované končetiny mloka. Fluorescenčně označené Schwannovy buňky (zeleně) jsou obaleny kolem nervů (červeně). U ostatních buněk nebyla nalezena žádná fluorescence (modrá), což ukazuje, že Schwannovy buňky se během regenerace nemění na jiné typy buněk.
Vědci také zjistili, že některé buňky si pamatují nejen svou identitu, ale také svou pozici v těle. Buňky chrupavky si například pamatují, zda mají tvořit horní část paže, dolní část paže nebo ruku, zatímco Schwannovy buňky jednoduše migrují kamkoli je potřeba.
Tanaka říká, že nález vyvolá zásadní posun v uvažování o požadavcích regenerace. Při vysvětlování, proč mloci dokážou znovu dorůst končetiny a lidé ne, říká hypotéza, že je to proto, že mloci dokážou silně změnit identitu buněk. Ale ve skutečnosti jejich buňky nikdy neztratí svou identitu; místo toho se zdá, že používají tkáňově specifické kmenové buňky schopné vytvořit určitou část nové končetiny. Tanaka poukazuje na to, že lidé mají také tkáňově specifické kmenové buňky, které nahrazují různé druhy tkání. Možná, že mloci nedělají něco mnohem složitějšího, než co by dělaly lidské kmenové buňky, říká. Přimět lidské buňky k regeneraci nemusí vyžadovat tak drastické kroky, jako učinit buňky pluripotentními.
Alejandro Sánchez Alvarado , vědec, který studuje regeneraci na lékařské fakultě University of Utah, říká, že tato metoda genetického tetování transplantovaných buněk je nová technika v oblasti regenerace. Tanaka se domnívá, že předchozí studie mohly uvést výzkumníky v omyl tím, že používaly nedokonalé sledovací metody, jako jsou barviva, kultivací buněk před jejich transplantací a případně jejich změnou, nebo tím, že umožnily různým typům buněk kontaminovat vzorky.
Sánchezalso říká, že myšlenka, že blastémy obsahovaly několik různých typů buněk, byla menšinová hypotéza a že tato studie ukazuje, že se tato hypotéza ukazuje jako správná. Varuje, že vědci nyní potřebují zjistit, zda je tento jev stejný u dospělých axolotlů a čolků, kteří jsou primárním modelovým organismem pro studie regenerace. Ale pokud se ukáže, že stejný mechanismus je základem jiných případů regenerace, změnilo by to to, co vědci věří, že je nutné k opětovnému růstu částí těla, říká Sánchezs. Ale ponechává nezodpovězenou hlavní otázku: pokud lidé již mají tkáňově specifické kmenové buňky, jaký je přesně rozdíl mezi našimi buňkami a buňkami mloka?