Аксолотль - неотеническая личинка деяких видів амбістом, земноводних з сімейства амбістомових (Ambystomidae).
Саламандра може відновити втрачену кінцівку, а ссавці, включаючи людину, не можуть. Чому це так і що потрібно, щоб мати цю здатність, - загадка, що займає багато розуму протягом століть.
Група вчених на чолі з Джеймсом Годвіном (James Godwin) з Біологічної лабораторії Маунт-Дезерта (MDI Biological Laboratory in Bar Harbor, Maine) наблизила розгадку таємниці регенерації, виявивши відмінності молекулярних сигналів, що запускають механізм відновлення втрачених органів у аксоло
"Співробітники Біологічної лабораторії Маунт-Дезерта з моменту її заснування в 1898 році спираються на методи порівняльної біології, щоб краще розуміти, як піклуватися про здоров'я людини, - говорить президент наукової установи, професор Герман Галлер Відкриття, зроблені Джеймсом Годвіном під час порівняльних досліджень аксолотля і миші, доводять, що ідея навчання у природи сьогодні так само актуальна, як і сто двадцять років тому ".
Замість того щоб заново виростити втрачені або пошкоджені частини тіла, ссавці зазвичай формують шрам на місці травми. Важливо зрозуміти, чому у асолотля у відповідь на травму не утворюється рубець, що перешкоджає регенерації.
"Наші дослідження показують, що люди мають невикористаний потенціал для регенерації, - стверджує Годвін. - Якщо ми зможемо вирішити проблему утворення рубців, то зможемо розкрити регенеративний потенціал. У асолотлей не залишається шрамів, відбувається регенерація. Але як тільки утворюється шрам, для регенерації гра закінчується. Якби ми могли запобігти освіті шрамів, то могли б поліпшити рису життя багатьох людей ".
Аксолотль як модель
Аксолотль, мексиканська саламандра, практично вимерла в дикій природі - ідеальна модель для досліджень в області регенеративної медицини. Це чемпіон регенерації. Більшість саламандрів володіють деякими регенеративними здібностями, але аксолотль може регенерувати практично будь-яку частину тіла, включаючи мозок, серце, щелепи, кінцівки, легені, яєчники, спинний мозок, шкіру, хвіст і так далі.
У ссавців здатністю до регенерації володіють ембріони і зовсім молоді особини, наприклад, у немовлят може відновитися серцева тканина, а діти можуть відростити кінчик пальця. Ймовірно, що і дорослі ссавці зберігають генетичний код регенерації. У цьому випадку може бути розроблена терапія, що запускає процес відновлення тканин і органів, втрачених в результаті хвороби або травми, як альтернативу освіті рубця.
У попередньому дослідженні Годвін порівняв імунні клітини аксолотля, макрофаги, з аналогічними клітинами миші, щоб визначити якість макрофагів аксолотля, що сприяє регенерації. А раніше Годвін же виявив, що саме макрофаги мають вирішальне значення для регенерації: коли вони виснажені, у аксолотля залишається шрам, відновлення втраченого фрагмента тіла не відбувається.
Хоча сигналізація макрофагів у аксолотля і миші схожі, коли ці різні організми стикаються з патогенами - бактеріями, грибами і віруси; але все змінюється, коли трапляється травма: сигналізація макрофагів аксолотля сприяла зростанню нової тканини, у миші - утворенню рубців.
Виявилося, що сигнальна відповідь класу білків, відомих як толл-подібні рецептори (Toll-like receptor, TLR), які дозволяють макрофагам розпізнавати загрозу інфекції або пошкодження тканини і індукувати провоспальну реакцію, була «несподівано витрачається» у відповідь на пошкодження організмів аксолотля і миші. Це відкриття може допомогти вченим зрозуміти механізми, що керують регенерацією, і навчитися їх запускати.
Взятися за «важелі регенерації»
Відкриття альтернативного сигнального шляху, пов'язаного з регенерацією, може в кінцевому підсумку призвести до розробки регенеративних методів лікування. Хоча відновлення людської кінцівки малоймовірне в найближчій перспективі, можуть відкритися можливості поліпшення клінічних результатів захворювань, при яких рубці відіграють важливу роль - і це дуже поширені захворювання серця, нирок, печінки і легких.
«Ми наближаємося до розуміння того, як аксолотлеві макрофаги ініціюються для регенерації, що, в свою чергу, наближає нас до моменту, коли нам стануть доступні важелі регенерації у людей, - зауважує Годвін. - Наприклад, я припускаю, що одного разу ми зможемо використовувати наносимий на рани гідрогель, що змінює поведінку людських макрофагів, щоб вони більше походили на макрофаги на солаці».