Зараз багато говорять про вирощування окремих органів поза організмом і збільшенні їх замість втрачених. Але, може бути, є спосіб краще - просто відновлювати або, висловлюючись по-науковому, регенерувати свої органи?
В принципі, людина частково наділений цим даром. Наші порізи заростають завдяки регенерації шкіри. Кров теж регенерується. Але хочеться більшого. Причому мріють про це не тільки прості обивателі, а й вчені.
Скажімо, співробітники Лабораторії проблем регенерації Інституту біології розвитку РАН, якою керує доктор біологічних наук Віктор Міташов, давно розробляє різні методи відновлення кістки і нервових тканин людини, а останнім часом і сітківки ока. Взагалі-то нижчі організми частіше здатні до регенерації, ніж більш високоорганізовані.
Так, серед безхребетних набагато більше видів, здатних відновлювати втрачені органи, ніж серед хребетних, але лише у деяких з них можлива регенерація цілої особини з невеликого її фрагмента. Такі примітивні тварини, як гребневики і коловертки, практично не здатні до регенерації, а у набагато складніших ракоподібних і амфібій ця здатність добре виражена.
Багато б хотіли отримає собі регенерацію як у Росомахи, героя американських коміксів. Він може за лічені хвилини залікувати навіть найстрашніші рани
Особливо дивна здатність до регенерації у губок. Вчені поставили незвичайний експеримент; продавили тіло дорослої губки через сітчасту тканину і відокремили все утворилися фрагментик один від одного. Виявилося, що якщо потім помістити ці маленькі шматочки в воду і гарненько перемішати, повністю зруйнувавши всі зв'язки між ними, то через якийсь час вони почнуть поступово зближуватися і врешті-решт возз'єднаються, утворивши цілу губку, подібну до колишньої. У цьому бере участь свого роду «впізнавання» на клітинному рівні.
Ще один рекордсмен регенерації - стрічковий черв'як, який здатний відтворити цілу особина з будь-якої ділянки свого тіла. Теоретично можливо, розрізавши одного хробака на 200 000 шматочків, отримати з нього в результаті регенерації стільки ж нових черв'яків. А з одного променя морської зірки може відродитися ціла зірка.
Але куди більш відомий інший приклад - ящірки, які відрощують собі хвіст, і тритони, які можуть регенерувати очі, лапи і хвіст до шести разів.
На жаль, людина цього безцінного властивості позбавлений. А чи не може сучасна наука допомогти нам оволодіти відповідними механізмами?
При перерахунку на життя людини процес відновлення подібний трітоновскому міг би зайняти у нас всього півроку. Однак розібратися до кінця, яким чином тритон за місяць відновлює очей, дуже непросто. Вчені повторити його подвиги поки не можуть. Але вже стало ясно, як він і йому подібні, це роблять.
Почнемо з самого початку - з народження організму. Відомо, що в ході зародкового розвитку клітини будь-якого багатоклітинного організму проходять спеціалізацію. З одних виходять, наприклад, ноги, з інших, скажімо, м'язи, зябра або очі. Так звані дох-гени дають команду як всьому організму, так і конкретним органам розвиватися за певним планом - щоб не вийшло, що очей виросте там, де повинна бути нога.
У мушки дрозофіли 8 дох-генів, у жаби - 6, а у людини - 38. І з'ясувалося, що при регенерації тритон «згадує» своє ембріональний минуле, включаючи генетичну програму, яка активує дох-гени і відновлює видалені або пошкоджені тканини і органи .
Але очей або хвіст повинен з чогось виникнути - не може ж він регенеруватися з повітря. У організму є два шляхи - напрацьовувати нові клітини, новий будівельний матеріал або користуватися тим, що залишилося після втрати органу.
З'ясувалося, що природа використовує обидва ці способи. «Цеглинами» для регенерації служать ембріональні стовбурові клітини. Так називають клітини ембріона, які в своєму розвитку просто не доросли до стадії спеціалізації і, отже, здатні під впливом тих чи інших факторів перетворитися в клітини різних тканин і органів більш ніж двох сотень типів.
Причому при регенерації «старі» клітини тритона шляхом складних маніпуляцій перетворюються в подібні з ембріональними. З ними останнім часом пов'язано багато суперечок. Справа в тому, що для вчених головне джерело ембріональних стовбурових клітин - людські ембріони. Біологи з великим ентузіазмом вивчають властивості ембріональних стовбурових клітин: адже в разі успіху ці клітини відкриють абсолютно нові можливості в хірургії і забезпечать відновлення тих чи інших органів. Якщо в результаті захворювання вийдуть з ладу якісь групи клітин, нехай навіть вузькоспеціалізованих, то буде можливість їх замінити.
І наші біологи в цих роботах зовсім не на останніх ролях. Скажімо, академік Російської академії природничих наук Леонід Полежаєв протягом десятиліть займався проблемою регенерації кісток склепіння черепа. Спочатку йому вдалося домогтися регенерації кісток черепа у собак і щурів. Потім спільно з медиками з Інституту нейрохірургії імені М.М. Бурденко АМН СРСР спробували відновлювати кістки черепа у хворих з травмами голови.
При цьому використовувалися кісткові тирсу, які «спонукали» кістки людського черепа до регенерації. В результаті область травми повністю закривалася нової кісткою. За допомогою цієї методики було проведено понад 250 операцій.
Нещодавно група вчених з Токійського університету під керівництвом Макото Асашіми культивувала в спеціальному розчині вітаміну А тисячі ембріональних стовбурових клітин, варіюючи концентрацію вітаміну. Низька концентрація активує гени, які контролюють розвиток очної тканини, тоді як висока концентрація запускає роботу генів, відповідальних за формування органу слуху.
Макото Асашіма заявив, що таким чином цілий жаб'ячий очей можна отримати за п'ять днів. Подібним, але більш простим методом колись були вирощені і успішно пересаджені жабі нові нирки. Тварина-реципієнт після цієї операції прожило місяць.
Потім ці клітини розмножили в живильному середовищі і підсадили п'ятьом мавпам (по 10 млн клітин кожної), у яких передні кінцівки були знерухомлені в результаті травми хребта. У одного примата все опорно-рухові функції увійшли в норму вже через два місяці, а у решти процес відновлення триває.
У лабораторії Віктора Міташова успішно проведені досліди по відновленню очі тритона. А нині дослідники готуються до експериментів з вирощування сітківки ока людини.
Але ось про можливість вирощування цілого очі фахівці говорять обережно. Їх можна зрозуміти: занадто велика еволюційна прірву між тритоном і людиною. Ніс іншого боку, механізми розвитку органів схожі, тому є надія, що коли-небудь біологам вдасться змусити травмовану людину, «впадаючи в дитинство», вирощувати потрібні органи - зуби, замість випали, нові клітини печінки, нирок, підшлункової залози, нові м'язові тканини для серця, ураженого інфарктом міокарда.
Раніше на цю тему:
- Ефект пуголовка: чи можлива регенерація органів людини?
- Знайдено засіб для регенерації частин тіла людини
- Австралійські вчені винайшли загоює рани ручку