Почему люди утратили способность к регенерации
Идея о том, что некоторые формы скромной жизни на нашей планете — медузы, кораллы и так далее — на самом деле бессмертны, кажется весьма убедительной. Любители «Звездного пути» 1969 года могут вспомнить эпизод о 5000-летнем мужчине, родившемся в древней Месопотамии, который встретил Кирка и команду, потому что не мог умереть. Эффект будет таким же. Эти «бессмертные» существа не входят дважды в одну и ту же реку — они там были и будут.
Не так давно ученых переполошило исследование Национального университета регенеративной медицины Ирландии на тему Hydractinia echinata, или мохнатой улитки.
Мохнатая улитка — это розовая масса шипов, щупалец и полипов от 20 до 30 миллиметров в длину, что делает ее достаточно маленькой, чтобы она могла прикрепляться к панцирям раков-отшельников на ирландском и британском побережьях. Мохнатая улитка выглядит обыкновенной, за исключением одного: по словам Ури Фрэнка, ученого из института, создание «в теории живет вечно». На изображении выше мохнатая улитка «сидит» на спине у обычного краба.
Бессмертие, стоит отметить, даже в животном мире является концепцией достаточно редкой. В свое время New York Times сильно раструбил утверждение японского ученого о том, чо Turritopsis dorhnii, вид медуз, тоже живет вечно. Однако Фрэнк просто хотел сказать, что у мохнатой улитки есть способность полностью регенерировать части тела. Регенерация не слишком редкое явление в мире животных — черви вообще могут восстановить себе голову вместе с воспоминаниями. То же с улиткой:
«Звучит ужасно, но если ей откусить голову, в течение нескольких дней вырастет другая», — пояснил ученый.
Это не совсем то, что было с парнем в «Звездном пути», и отчасти даже похоже на полное обновление автомобиля и компьютера — они тоже будут вечными, пока вы меняете им части. Но согласитесь, выращивать запасные конечности, когда они вам нужны, это достаточно изящный трюк.
Мохнатая улитка (snail fur) — не единственное существо, способное на это. Дождевые черви, морские звезды, омары, улитки, саламандры и множество других существ могут производить собственные органы и заменять ими конечности. Некоторые млекопитающие могут регенерировать себя в меньшей степени. Несколько видов африканских колючих мышей могут отращивать утерянные потовые железы, мех и хрящи.
Что ж, если ящерица может отрастить себе новый хвост, почему мы не можем восстановить руку, ногу, почки или сердце, когда они становятся безнадежно испорченными? К счастью, 3D-печать органов дает неплохую надежду на будущее.
Для ответа нам нужно взглянуть на то, как мы выращиваем свои тела, в первую очередь. Еще во чреве человек собирается по кусочкам из эмбриональных стволовых клеток, которые очень хорошо делятся и создают другие типы клеток — от нервных до кровяных.
Создания, которые регенерируют конечности и органы, хранят стволовые клетки, обеспечивающие эту способность, на протяжении всего жизненного цикла. Если саламандре отрезать ногу, стволовые клетки вступают в бой и образуют быстрорастущую массу недифференцированных клеток — бластему, которая в конечном итоге образует новую конечность.
Но как и у многих млекопитающих, к тому времени, как мы рождаемся, эти клетки заменяются соматическими «взрослыми стволовыми» клетками, которые сохраняются в ограниченном количестве в своей конечности. Взрослые стволовые клетки в костном мозге, например, способны создавать новые клетки крови, а в коже — восстанавливать ее слои. Они также могут вырастить рубцовую ткань для герметизации раны. У людей тоже есть некие регенеративные способности. Мы не можем отрастить потерянную конечность, но в статье Nature за 2013 год писали, что дети иногда могут отрастить случайно потерянный палец. У взрослого человека регенерируется печень при повреждении, хотя бы ее часть.
Почему мы и другие млекопитающие потеряли большую часть способностей отращивать новые конечности или органы, остается неясным. Некоторые ученые полагают, что это естественное следствие повышения сложности наших организмов.
Возможно, генетические механизмы нашего тела пытаются препятствовать развитию рака и, соответственно, формированию бластемы. Энрике Амайя, биолог из Университета Манчестера в Великобритании недавно предложил другое возможное объяснение.
«Если амфибия будет жевать одну из своих лап, она может неделями прятаться без еды и регенерировать», — рассказал он BBC News. — «Для животного с высоким метаболизмом, которому постоянно нужно питаться, это может быть сложной задачей».
По мере того, как ученые приходят к пониманию, как некоторые животные регенерируют, у них появляется надежда, что однажды они будут манипулировать человеческим телом, выращивая органы и конечности непосредственно из него.
Вот, что пишет исследователь Дэвид М. Гардинер:
«У нас есть генетическая программа роста конечностей в нашем геноме, и мы используем эту программу, чтобы выращивать руки и ноги, будучи эмбрионами. Задача регенеративной медицины — узнать, как активировать эту внутреннюю программу».
