Daar is vir die eerste keer getoon dat volwasse paddas geamputeerde bene hergroei, wat dit as 'n deurbraak vir orgaanherlewing merk.
Regenerasie beteken die hergroei van 'n beskadigde of vermiste deel van 'n orgaan uit oorblywende weefsel. Volwasse mense kan sommige organe soos die lewer en veral die vel, wat gereeld hernu en herstel word, suksesvol regenereer, maar ongelukkig het menslike weefsels van die meeste organe nie die vermoë om te regenereer nie. Die veld van regeneratiewe medisyne poog om maniere te vind om die regenerasie van weefsels in ons liggaam weer te aktiveer. Die ideale oplossing sou wees om belangrike bane aan die gang te sit wat 'n weefsel, byvoorbeeld 'n ledemaat, uit sy eie selle kan herstel, maar dit is nie 'n eenvoudige saak nie, aangesien wetenskaplikes steeds probeer om die nuanses van weefselregenerasie te verstaan.
In 'n studie gepubliseer in Cell Reports , het wetenskaplikes van Tuft Universiteit VSA gepoog om weefselregenerasiekapasiteit te verstaan en hoe selle saamwerk en 'n driedimensionele orgaan vorm . Hulle het gekies om weefselgroei te reproduseer in 'n dier wat normaalweg nie regenereer nie en hulle het 'n amfibie gekies – volwasse akwatiese Afrika-kloupadda (Xenopus laevis) – 'n algemeen gebruikte laboratoriumdier in navorsing. Amfibieë het baie beperkte weefselhernuwingskapasiteit soortgelyk aan mense. Wetenskaplikes het suksesvol 'n toestel ontwerp wat weefselgenerering by die amputasieplek heraktiveer en dit moontlik maak om 'n agterpoot gedeeltelik in 'n volwasse Xenopus-padda te regenereer.
Hergroei van geamputeerde ledemate
Eers is 'n draagbare bioreaktor in 3D in silikon gedruk en dit is met hidrogel gevul. Vervolgens is bevogtigende syproteïene op hierdie hidrogelpolimeer geplaas, wat bekend is daarvoor dat dit genesing en regenerasie bevorder. Die hormoon progesteroon – 'n neurosteroïed – is bygevoeg, wat algemeen bekend is daarvoor dat dit betrokke is by menstruasie, swangerskap en borsvoeding. Progesteroon is ook betrokke by die bevordering van die herstel van senuwee, bloedvate en ander weefsel. Die paddas is in eksperimentele, kontrole- en skyngroepe verdeel. In die kontrole- en skyngroepe is die bioreaktortoestel onmiddellik na die ledemaatamputasie in die paddas vasgeheg. In die eksperimentele groep is progesteroon deur die bioreaktor op die amputasieplek vrygestel. Die toestelle is na 24 uur verwyder. Die paddas is toe roetinegewys vir etlike maande waargeneem. Paddas in die kontrole- en skyngroepe het 'n dun, kraakbeenagtige spyker by die amputasieplek ontwikkel, wat normaal is wanneer weefselregenerasie sonder hulp vorder. Slegs by paddas van die eksperimentele groep is gesien dat die bioreaktortoestel groter ledemaatregenerasie veroorsaak het, en paddas het 'n meer gestruktureerde, roeivormige aanhangsel naby 'n byna volledig gevormde ledemaat laat teruggroei. Dit was aanduidend van 'n ondersteunde weefselregenerasie. Die sigbare verskil was binne 'n paar weke sigbaar, wat daarop dui dat die bioreaktortoestel 'n ondersteunende omgewing rondom die wond geskep het om weefsel te laat groei – soortgelyk aan hoe weefsel in 'n embrio binne die baarmoeder sou groei. Net 'n kort toediening van progesteroon vanaf die bioreaktor (slegs vir 24 uur geplaas) het die groei van sagteweefsel en been oor 'n paar maande veroorsaak. Na histologiese analise en molekulêre inspeksie van die geregenereerde strukture is aan die lig gebring dat hierdie ledemate dikker was en meer ontwikkelde bene, innervasie en vaskularisasie gehad het. Die diere wat met progesteroon behandel is, was ook meer aktief as die kontrole- en skyngroepe.
Die groei van ledemate het na ongeveer ses maande gestop, maar dit het wel gelei tot onder tipiese groei van vingers en tone. Die hergroeide ledemate het goeie beenvolume en -digtheid gehad, hoofbloedvate, goed-ingestelde senuwees en hierdie paddas kon selfs swem soortgelyk aan hoe normale ongeamputeerde paddas hul inheemse ledemate sou gebruik. RNA-volgordebepaling en transkriptoomanalise het getoon dat geenuitdrukking in die selle by die amputasieplek deur die bioreaktor gemodifiseer is. Dus, gene wat verband hou met oksidatiewe stres en witbloedselle-aktiwiteit was aktief (opgereguleer) en sommige ander is afgereguleer. Die littekens en immuunreaksie is ook verminder, waardeur herlewing kan voortgaan deur die liggaam se natuurlike reaksie op besering te verswak wat andersins die herlewingsproses sou belemmer het.
toekomstige
Hierdie studie is gebaseer op die logika om 'n kickstart- of snellerprogram te definieer wat tot 'n langtermyngroei sal lei. Dit kan genoem word as 'n nuwe model van sel-stimulasie. Vroeëre studies het getoon dat muise onder normale omstandighede gedeeltelik geamputeerde vingerpunte kan regenereer, maar omdat hulle nie akwaties is nie en daar geen water is om hulle te beskerm nie, so anders as amfibieë was die proses in muise nie doeltreffend nie omdat sensitiewe geregenereerde selle weer aan harde oppervlaktes onderwerp is en weer. Die wedergeboortebenadering in 'n gewerwelde dier behoort van toepassing te wees op soogdiere en die menslike liggaam en miskien kan ons binnekort in die toekoms komplekse organe regenereer wat vir orgaanoorplanting of enige soort beserings, miskien selfs kanker, gebruik kan word.
***
Bronne)
Herrera-Rincon C et al. 2018. Kort plaaslike toediening van progesteroon via 'n draagbare bioreaktor veroorsaak langtermyn regeneratiewe reaksie in volwasse Xenopus agterpoot. Selverslae . 25(6). https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.10.010
***
