Секреты регенерации: как механизм восстановления тканей у морских червей поможет медицине

Российские эмбриологи провели исследование уникальных генетических механизмов регенерации у зёленого нереиса, обитающего в водах Белого моря. В ходе экспериментов с животными в лаборатории был обнаружен ключевой белок, запускающий процесс активного деления клеток. Учёные полагают, что подобные белки можно использовать и в препаратах регенеративной медицины — для быстрого заживления ран у людей.

Эмбриологи Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) изучили механизмы регенерации тканей у морских животных — кольчатых червей зелёных нереисов. Полученные в ходе лабораторных исследований знания учёные планируют применить для разработки способа быстрого лечения ран у людей. Результаты экспериментов опубликованы в журнале Genes. Об этом RT сообщила пресс-служба Российского научного фонда, поддержавшего исследование.

Учёные выловили в Белом море несколько особей кольчатого червя зелёного нереиса, известного своей уникальной способностью к регенерации тканей. Эти крупные (до полуметра в длину) плодовитые животные, отмечают исследователи, живут от трёх до семи лет и обладают уникальной способностью регенерации.

Во время сбора материала © Виталий Козин

Пойманные животные были искусственно оплодотворены, после чего у учёных появились пригодные для генетических исследований новые особи, выращенные в контролируемых лабораторных условиях. 

В ходе экспериментов были определены ключевые белки, которые играют значимую роль в заживлении ран и росте тканей. Ими оказались особые гены — фибробластические факторы роста (FGF). Именно их в экстренном случае выделяют эпидермис, нервная ткань, макрофаги и фибробласты — основные клетки соединительной ткани. Под воздействием таких белков запускается процесс активного деления клеток и выработки предшественника коллагена (тропоколлагена), синтезируются межклеточный матрикс (каркас для соединительной ткани) и основное вещество соединительной ткани, начинается рост нервов и кровеносных сосудов, пояснили учёные.

Эмбриологи синтезировали из РНК регенерирующих червей светящиеся зонды, которые позволили увидеть внутри организма животного место активности генов. После этого учёные искусственно заблокировали эти участки у нескольких особей, что привело к остановке восстановительных процессов.

Как отмечают исследователи, родственные белкам FGF протеины есть и у человека, а потому полученные знания могут быть использованы в регенеративной медицине. 

«Уже сейчас белки группы FGF применяют в экспериментальных методиках культивирования клеток. Их добавляют в коктейль питательной жидкости, чтобы выращивать различные культуры клеток животного происхождения. Однако мы можем выйти и за пределы клеточных культур, например, использовать их в различных препаратах для быстрого заживления ран прямо на человеке», — объяснил в беседе с RT один из авторов работы, старший преподаватель СПбГУ Виталий Козин.

По мнению Козина и его коллег, принципиальная роль белков FGF у позвоночных и беспозвоночных не отличается. Результаты генетического анализа показали, что FGF должны были участвовать в восстановительных процессах уже у общего предка животных с двусторонней симметрией, жившего более 500 млн лет назад.

«Теперь нам предстоит выяснить, что именно послужило причиной замедления регенерации у человека. Уже этим летом мы испытаем на нереисе действие синтетического FGF. Возможно, повышение его уровня по сравнению с естественным приведёт к ускорению регенерации», — поделился планами Виталий Козин.