Dincolo de science-fiction: regenerarea umana

Standardul de aur
Standardul de aur al regenerarii este reprezentat de salamandra, care are capacitatea de a-si inlocui de-a lungul intregi sale vieti, membrele pierdute cu altele noi. Intelegerea modului in care acest animal reuseste sa se regenereze poate reprezenta un mare pas inainte pentru stiinta si medicina.

Felul in care tesuturile afectate reactioneaza la salamandra si la om, nu sunt foarte diferite, insa cele umane pastreaza cicatrici, pe cand cele ale salamandrei isi reactiveaza programul de dezvoltare embrionara pentru a se regenera. Membrele salamandrei sunt mai mici si mai subtiri decat cele umane, dar nu diferite in esenta. Acestea sunt formate din oasele scheletului, muschi, ligamente, tendoane, nervi si vase de sange. Un aranjament specific al celulelor fibroblaste tine laolalta aceste tesuturi si dau membrelor forma pe care o detin.

• Oamenii de știință au folosit Inteligența Artificială pentru a edita ADN-ul uman
• Telescopul Spaţial Hubble împlineşte 34 de ani de funcţionare

Cu toate acestea, alcatuirea unei salamandre este unica in lumea animalelor vertebrate, deoarece aceasta nu se lasa speriata de o simpla amputare. Un reprezentant adult al acestei specii isi poate regenera un picior pierdut ori de cate ori aceasta parte este indepartata. Broastele, spre exemplu, pot face acest lucru, dar numai in anumite stadii ale dezvoltarii lor. Odata devenite adulti, isi pierd aceasta calitate.

Nu a durat mult pana cand oamenii si-au dat seama de aceasta calitate inedita, iar prima intrebare a fost, inevitabil: “Cum este posibil?” De unde stie corpul cat de mult lipseste sau cat trebuie inlocuit? Cum reuseste tesutul unei salamandre adulte sa retina potentialul embrionic pentru a reconstrui un membru ori de cate ori este nevoie? Biologii cred ca se afla aproape de raspunsurile acestor intrebari.In urma unei rani, corpul uman si cel al unei salamandre, reactioneaza identic, insa se diferentiaza pe parcurs. Corpul uman inregistreaza un esec in procesul de regenerare, iar tesutul nu se vindeca complet, pastrand o cicatrice drept amintire. Cercetatorii sunt insa incurajati de prezenta anumitor semne, indicatori ai capacitatii umane de a se regenera.

Pentru a descoperi cum pot face asta, biologii au studiat cu atentie natura salamandrelor.
Lectia salamandrelor
Cand o parte mica a acestui animal este amputata, vasele de sange se contracta rapid, prin urmare sangerarea este limitata, iar un strat de piele acopera imediat zona afectata.
In primele zile dupa ranire, epiderma lezata se transforma intr-un strat de celule, indispensabil procesului de regenerare. Intre timp, celulele fibroblaste migreaza catre suprafata amputata pentru a se pozitiona in centrul acesteia. Odata ajunse la locul faptei, acestea prolifereaza o blastema, o agregatie de celule care servesc postului drept precursori pentru noul membru.
Studiile in laborator au revelat importanta cruciala pe care o au celulele blasteme in reconstructia unui membru. Aceasta este o recapitualare a formarii membrului care a avut loc de-a lungul evolutiei animalului. Un fapt important este ca acelasi proces genetic a avut loc atat la salamandre, cat si la oameni, deoarece si noi avem capacitatea de a crea membre, insa numai in stadiu embrionar. Ceea ce inseamna ca ar trebui deja sa detinem programarea necesara pentru a le regenera si ca adulti.

Cercetatorii au incercat sa-si dea seama cum i se poate induce unui membru amputat sa formeze o blastema.Acestia au reprodus in laborator conditiile in care salamandra isi regenereaza parti ale corpului. Dupa un numar de esecuri, experimentul a reusit, insa noul membru prezenta multe iregularitati. De unde stie corpul cum sa inlocuiasca perfect membrul disparut? Se pare ca celulele fibroblaste sunt cheia, sustin cercetatorii.

O alta descoperire importanta este locul pe care celulele le ocupa in acest proces. Fibroblastele sunt prezente chiar si in cazul unei rani simple, insa nu formeaza un nou membru. Se pare ca este necesara prezenta celulelor aflate la capatul opus al membrului pentru a demara procesul de regenerare, fapt ce subliniaza importanta pozitiei celulare in acest caz.In ceea ce priveste salamandrele, amputarea poate fi localizata oriunde, in final numai acele parti vor fi regenerate. Faptul ca organismul poate “citi” aceste locatii cu precizie arata legatura stransa intre aceste celule si restul membrului. Informatia pozitionala este cea care controleaza procesul molecular si celular, ducand la inlocuirea perfecta a partilor lipsa, fiind codata in activitatea anumitor gene.

Studiile au demonstrat ca procesul regenerarii parcurge etape cruciale, incepand cu semnalizarea ranii, formarea blastemei de catre celulele care reiau stadiul embrionar si initierea unui program inedit, care va avea ca finalitate regenerarea membrului lipsa. Cele mai grele lucruri pe care stiinta incearca sa le demonstreze sunt cele care nu s-au intamplat inca, iar regenerarea umana face parte dintre acestea, desi acest lucru nu inseamna ca oamenii sunt lipsiti de aceasta capacitate naturala.

Potentialul, la mana noastra
Faptul ca degetele umane au proprietatea intrinseca de a se regenera vine in sprijinul acestei teorii. Amputarea unui deget nu presupune o complicatie chirurgicala, insa daca este permisa vindecarea naturala a ranii, varful degetului isi va reface conturul, amprenta, sensibilitatea si, intr-o oarecare masura, mobilitatea. Daca rana ar fi suturata, ea nu s-ar mai regenera, acelasi fenomen avand loc si in cazul salamandrelor. Cauza este interventia in procesul de vindecare, deoarece acest proces artificial interfereaza cu formarea epidermei in jurul ranii. Prin urmare, omul detine la un anumit nivel, capacitatea regenerativa, insa aceasta poate fi cu usurinta anulata de practicile medicale.

Provocarea umana
Ideea regenerarii mebrelor la oameni poate parea de domeniul science-fiction-ului, insa studiile efectuate pe animale ofera oamenilor posibilitatea de a invata cum sa-si foloseasca propria mostenire genetica pentru a obtine aceleasi performante. Un membru uman amputat presupune afectarea mai multor tesuturi, printre care epiderma, derma, straturi interstitiale, strat adipos, muschi, os, nerv si sistem vascular. Fiecare dintre aceste componente, luate in particular, au capacitatea de a se regenera la scara mica. In fapt, singurul tesut lipsit de aceasta trasatura este dermul, compus dintr-o populatie heterogena de celule, multe dintre ele fibroblaste. Dupa ce un om sau un alt mamifer sufera o ranire, aceste celule creaza un proces, denumit fibroza, care va vindeca rana, insa va forma o cicatrice. Diferenta fundamentala intre oameni si salamandre este ca celule fibroblaste ale primilor formeaza cicatrici, pe cand cele ale salamandrelor, nu.

Contrasul izbitor intre felul in care reactioneaza fibroblastele in cazul celor doua categorii, i-a determinat pe biologi sa creada ca aici se afla cheia succesului.
In acest moment, acestia pot afirma increzatori ca doar o decada sau doua ne mai despart de ceea va fi o victorie a stiintei moderne.

Sursa: Scientific American

Crezi ca vor reusi oamenii de stiinta sa regenereze membrele umane? Spune-ti aici parerea in legatura cu aceasta teorie!