Oamenii de știință, cu un pas mai aproape de regenerarea membrelor la oameni

Un studiu condus de profesorul Michael Levin, director al Center for Regenerative and Developmental Biology de la Tufts University, și publicat pe 26 ianuarie în Science Advances arată că o echipă de oameni de știință a putut să declanșeze regenerarea picioarelor la broaște adulte.

Cercetătorii au folosit o combinație de medicamente și un bioreactor portabil specializat (un aparat pentru creșterea organismelor în condiții controlate), astfel că broaștele și-au regenerat picioare care pot fi folosite pentru a sta și pentru a înota.

„Nu erau perfecte, din punct de vedere cosmetic, dar erau niște picioare chiar bune”, a spus Levin, potrivit nbcnews.com.

Regenerarea a fost facilitată de o combinație de cinci medicamente și un bioreactor portabil din silicon, numit BioDome. Cocktailul a fost dezvoltat de Levin și de Nirosha Murugan, principalul autor al studiului, profesor asistent la Algoma University din Ontario, și conceput să conțină ingrediente care să stimuleze diferite acțiuni, inclusiv să inhibe producția de colagen, care provoacă cicatrizarea, sprijinirea creșterii fibrelor nervoase, a vaselor de sânge și mușchilor și reducerea inflamației.

Cocktailul de medicamente a fost și primul testat de echipă. „Asta mă face foarte fericit, pentru că dacă asta este prima noastră încercare și este atât de reușită, imaginați-vă cum va arăta versiunea optimizată în viitor”, a afirmat Levin.

Experimentul, derulat în mediu controlat

În experiment, 115 femele de broaște africane cu gheare au fost repartizate uneia dintre cele trei condiții de tratament, după ce le-a fost amputat un picior din spate: BioDome cu amestecul de medicamente, doar BioDome și nicio intervenție.

La fel ca mormolocii, acest tip de broaște își pot regenera membrele, dar pierd această abilitate atunci când sunt adulte.

BioDome a fost folosit în decurs de 24 de ore de la amputare, iar în cazul unui grup de broaște, a fost încărcat cu cinci componente pro-regenerative. Acest scurt tratament a activat o perioadă de regenerare de 18 luni, rezultând picioare aproape complet funcționale. Noile membre conțin oase, mușchi și nervi. Broaștele le pot folosi pentru a sta și pentru a înota.

Picioarele nu aveau însă aceleași trăsături – precum lungimea degetelor – pe care le au în mod obișnuit aceste broaște. Levin nu este încă sigur dacă acest lucru a survenit pentru că echipa nu a găsit chiar coocktailul perfect sau pentru că nu a așteptat suficient de mult pentru ca ele să se dezvolte.

„Unele animale au răspuns minunat, iar altele nu atât de bine, dar toate au fost mai bine”, a explicat el.

Chiar și tratamentul exclusiv cu BioDome a dat roade pentru unele exemplare, facilitând creșterea parțială a membrului, iar asta grație mediului protejat.

Dacă vietăți precum viermii, peștii și crabii își regenerează membrele, în cazul altora pierderea unui membru se finalizează cu cicatrice, fapt care previne pierderea de sânge și infecția. În plus, în acest fel, ele supraviețuiesc.

Un mediu protejat, hidratat, precum un lac fără prădători sau, în acest caz, BioDome, le-a permis corpurilor broaștelor să facă efortul de a regenera membre, a mai spus Levin.

Regenerarea tuturor tipurilor de organe, posibilă

Laboratorul lui cercetează cum celulele iau decizii și cum poate fi folosit acest proces pentru a declanșa regenerarea. Alte abordări în medicina regenerativă se concentrează mai mult pe ingineria țesuturilor și pe construcția efectivă a noilor părți ale corpului.

„Celulele deja știu cum să facă toate organele din corp – au făcut asta o dată în timpul dezvoltării embrionare și acea informație nu a dispărut, este încă acolo. Ce trebuie să facem este să încercăm să descoperim ce declanșatori vor convinge celulele să facă ce vrem să facă”, a subliniat profesorul.

În cazul acestui experiment, declanșatorul a fost reprezentat de cocktailul de medicamente în combinație cu BioDome.

„Această tehnologie nu face referire doar la membre. Este un mod de a privi și de a obține regenerarea tuturor tipurilor de organe – orice lipsește, este distrus, degenerat, canceros, îmbătrânit”, a completat Levin.

Activarea nu a fost datorată abilității unice a broaștelor de a își regenera membrele când sunt tinere, a adăugat el. Oamenii, ca multe alte animale, au aceste abilități. Copiii, spre exemplu, își pot regenera vârful degetelor, în timp ce adulții exerimentează regenerarea la o scară mai mică, prin înlocuirea pielii, a părului și a mucoasei intestinale.

Ideea că mamiferele își pot regenera organe printr-o astfel de intervenție a fost testată pe șoareci de Levin și colegii lui. El și David Kaplan, co-autor și profesor de inginerie biomedicală la Tufts University, au înființat o companie, Morphoceuticals, cu scopul de a face ca aceste tehnologii să fie aplicate clinic. Deși primesc multe oferte de voluntariat, cercetătorii sunt încă departe de testele pe oameni. Levin a precizat că nu e posibil să estimeze când vor începe acestea.

Totuși, în viitorul îndepărtat, el își poate imagina că BioDome și cocktail-ul său pot fi aplicați pe pacienți. Dacă știm cum să stimulăm celulele, atunci „vom putea construi orice vrem ca ele să construiască”, a conchis Michael Levin.