Биологи помогли лягушке отрастить лапу с помощью биореактора

Потерянную конечность африканской когтистой лягушки удалось восстановить за полтора года с помощью регенерирующего белкового коктейля. Возможно, эта технология когда-то будет доступна и для лечения людей.

Ученые из Университета Тафтса и Института Висса Гарвардского университета задействовали специальный биореактор, разработанный несколько лет назад. Он представляет из себя небольшой колпачок, сделанный из слоев силикона и паутинного шелка, помещенных в насыщенный водой гидрогель. Ученые добавили в него коктейль из пяти препаратов, которые стимулировали образование в месте ампутации стволовых клеток, обеспечивающих восстановление утерянных частей тела. Эти молекулы препятствовали образованию рубцовой ткани и снижали воспаление, облегчая рост костей, мускулов, сосудов и нервов. Подробности исследования опубликованы в в журнале Science Advances.

"Элексир" оставили всего на 24 часа, но за это время удалось запустить 18-месячный процесс отрастания почти полностью функционирующей лапы. В течение первых нескольких дней после начала лечения ученые заметили активацию молекулярных путей, которые обычно работают при развитии эмбриона, чтобы помочь телу принять форму. Активация этих путей может позволить самой конечности справиться с ростом и наращиванием тканей, вместо постоянного терапевтического вмешательства.

Новая конечность имеет расширенную костную структуру с чертами, подобными естественной, более богатый набор внутренних тканей, а также несколько пальцев, которые отрастали из конечности, но не были поддержаны костью. Лапа может двигаться и реагировать на раздражители. Лягушка использовала ее во время плавания и обычного движения.

Как отметил соавтор статьи Нироша Муруган, тот факт, что для запуска многомесячного процесса регенерации требовалось лишь кратковременное воздействие препарата, дает надежду на то, что лягушки и, возможно, другие животные могут иметь дремлющие регенеративные способности, которые можно привести в действие.

Предыдущий опыт ученых позволил лягушке отрастить конечность, более похожую на шип. Сейчас биологи планируют подобрать препараты так, чтобы отрастающая лапа была еще более совершенной — с нормальными пальцами, перепонками, костями и мускулами. Далее они будут изучать, как технологию можно применить к млекопитающим. Как отмечают исследователи, применение коктейля и биореакторы это не вмешательство в организм или управление им, а пробуждение врожденных анатомических паттернов, которые сохранили информацию для создания структур тела.