Прорыв в регенерации: учёные восстановили палец мыши без рубцов

Мыши, лишённые части пальца, вновь обрели его — не как рубцовый обрубок, а как полноценную структуру с костью, сухожилиями и суставами. Этот результат, опубликованный в журнале Nature Communications, получен группой биологов из Техасского университета A&M. Учёные не вводили стволовые клетки извне, а перепрограммировали собственные клетки организма, заставив их работать по «инструкции» регенерации.

Открытие ставит под сомнение устоявшееся мнение о том, что млекопитающие, в отличие от тритонов и аксолотлей, почти утратили способность восстанавливать утраченные конечности. Оказалось, потенциал гораздо выше, чем считалось ранее.

Два белка, меняющие ход заживления

Ключ к успеху — не в одной молекуле, а в последовательном применении двух сигнальных белков. Вместо того чтобы позволить фибробластам быстро затянуть рану рубцом, команда под руководством Кена Мунёки разработала двухэтапный протокол:

• Первый этап: инъекция фактора роста фибробластов 2 (FGF2) в область повреждения. Этот белок блокирует образование рубца и заставляет клетки сформировать бластему — временный зародышевый бугорок из живых клеток, аналогичный тому, который используют животные, способные к регенерации.
• Второй этап: введение костного морфогенетического белка 2 (BMP2). Он даёт бластеме сигнал начать строительство костей, сухожилий и связок на этой подготовленной «основе».

Стволовые клетки уже на месте

Главное преимущество метода — отказ от трансплантации донорских стволовых клеток. «Вам не нужно искать их и возвращать на место. Они уже находятся в ране. Всё, что нам было нужно — научиться управлять их поведением», — пояснил Мунёка.

Результаты экспериментов на мышах оказались обнадёживающими. В большинстве случаев удалось восстановить костную структуру, сухожилия и суставы. Новые пальцы, хотя иногда и были деформированы или меньше по размеру, содержали все основные анатомические компоненты. Это колоссальный шаг вперёд по сравнению с предыдущими опытами, которые без FGF2 позволяли восстановить лишь костные фрагменты.

Перспективы для человека

Хотя технология ещё не испытана на людях, биологическое сходство между млекопитающими внушает оптимизм. Белок BMP2 уже одобрен для применения в реконструктивной хирургии, а FGF2 близок к этому статусу. Это означает, что первые практические результаты могут появиться в ближайшее время, особенно в области заживления ран без образования рубцов.

«Вопрос о том, почему одни животные регенерируют, а люди — нет, задавали ещё со времён Аристотеля. Мы показали, что регенерацию можно активировать, и это меняет наше понимание границ возможного», — заявил Мунёка.

Это открытие может заложить основу для медицины будущего, где живые ткани заменят протезы.