Ludzie jak salamandry? Nowe odkrycie pokazuje, że nasz organizm potrafi odbudować swoje chrząstki

Ludzki organizm wciąż zadziwia. Są dowody na to, że potrafimy zregenerować uszkodzoną chrząstkę w stawach, która odrasta niczym u salamandry. Naukowcy z Duke Health poinformowali o swoim odkryciu w czasopiśmie Science Advances.

Eksperymenty badaczy pokazały, że chrząstka w ludzkich stawach potrafi sama się zregenerować, a proces ten opiera się na tym samym mechanizmie, co u salamandry. Odkrycie to oznacza, że trzeba na nowo spojrzeć na problem leczenia urazów stawów, na przykład u sportowców. A także, co jest niezwykle istotne, może doprowadzić do przełomu w leczeniu takich chorób, jak zapalenie kości i stawów.  Nawet autorzy odkrycia snują wizje, że pewnego dnia znajdziemy sposób na regenerację całych kończyn ludzkich.

U salamandry i innych z zwierząt, które mają zdolność odtwarzania utraconych kończyn, mechanizm opiera się na cząsteczce nazywanej mikroRNA (miRNA). Są to małe, jednoniciowe cząsteczki RNA, które tak kierują przekształceniami genów, że te potrafią odbudować utracony narząd. Ludzie także mają takie cząsteczki mikroRNA, które pełnią różnorodne funkcje. Mechanizm ich działania wciąż jednak pozostaje przedmiotem badań.

Tym razem naukowcy zauważyli, że w naszym organizmie mikroRNA są najaktywniejsze podczas naprawy chrząstki stawowej w kostkach, natomiast mniej aktywne w przypadku chrząstki w stawach kolanowych i w biodrach. Jedna z autorek odkrycia,  Virginia Byers Kraus, profesor na wydziale medycyny, patologii i chirurgii ortopedycznej w Duke, powiedziała:

Uważamy, że zrozumienie mechanizmu, kierującego procesami regeneracyjnymi w ludzkich chrząstkach, przypominającymi ten u salamandry, może stanowić podstawę do stworzenia nowych metod naprawy tkanek stawów i ewentualnie całych ludzkich kończyn.
Zobacz wideo

Jak doszło do odkrycia "wewnętrznej salamandry" w ludzkim ciele?

Naukowcy z Duke Health opracowali sposób określania wieku białek za pomocą wewnętrznych zegarów molekularnych, powiązanych z aminokwasami. Przekształcają one jedną formę białka w drugą z przewidywalną regularnością. Nowo utworzone białka różnią się zatem od starszych stopniem przekształcenia aminokwasów, co pomogło naukowcom określić, które białka w chrząstce stawowej są nowe. W ten sposób odkryli, że stawy w kostkach są najmłodsze, czyli że niedawno zostały przebudowane. W następnej kolejności są stawy w kolanach, natomiast najstarsza tkanka chrzęstna jest w stawach biodrowych. Podobnie jest u salamandry - odnowione komórki znajdują się w najdalszych częściach ciała, czyli na koniuszkach kończyn i ogona. To pozwala zrozumieć - zdaniem badaczy - dlaczego u ludzi najszybciej regenerują się uszkodzenia stawów w kostkach, natomiast te w kolanach i biodrach potrzebują więcej czasu. Powoduje to, że niekiedy - niestety - urazy kolan czy bioder przeradzają się w zapalenia.

- Ten proces regulowany jest przez mikroRNA, bardzo aktywne właśnie u zwierząt zdolnych do szybkiej regeneracji utraconych kończyn, takich jak salamandra, afrykańskie ryby słodkowodne, danio pręgowany (ryba-zebra) oraz jaszczurki - mówią badacze. To pozostałość ewolucyjna, która teraz pomaga ludzkim organizmom w naprawianiu szkód w tkankach, znajdujących się w stawach. I podobnie jak u zwierząt, aktywność mikroRNA znacznie się różni, w zależności od lokalizacji uszkodzenia w ciele - zauważyli badacze z Duke. Jest nie tylko aktywniejsze w najdalszych rejonach organizmu, lecz także w wyższej, górnej warstwie chrząstki (w porównaniu do tej głębszej, gdzie zachodzi z mniejszą aktywnością).

Ucieszyliśmy się, że mechanizmy i regulatory zawiadujące regeneracją kończyn u salamandry są podobne do ludzkich. Nazywamy to "naszą wewnętrzną salamandrą"

- powiedział współautor badania dr Ming-Feng Hsueh z Duke Health.

To oznacza, że odkrycie można będzie wykorzystać przy opracowywaniu nowych leków czy też terapii medycznych, które pomogą w zapobieganiu chorobie stawów , spowolnią ją albo nawet odwrócą skutki zapalenia stawów

Jeżeli uda nam się ustalić, jakich regulatorów, w porównaniu z salamandrami, brakuje człowiekowi, możemy je dodać do mikroRNA i spowodować, że organizm zacznie odbudowywać uszkodzone fragmenty kończyn, a może nawet całe kończyny

- kończą wywód naukowcy. Mają nadzieję, że poznany mechanizm regeneracji może pomóc nie tylko w przypadku urazów stawów, lecz także w innych tkanek w organizmie.

Źródła: DukeHealth, CNN

Więcej o: