Tegenwoordig wordt er veel gesproken over het cultiveren van individuele organen buiten het lichaam en hun vergroting om de verloren gaan te vervangen. Maar misschien is er een betere manier - gewoon om uw organen te herstellen of, op een wetenschappelijke manier, te regenereren?
In principe is een persoon gedeeltelijk begiftigd met deze gave. Onze snijwonden worden genezen door regeneratie van de huid. Het bloed wordt ook geregenereerd. Maar ik wil meer. Bovendien dromen niet alleen gewone mensen hierover, maar ook wetenschappers.
Het personeel van het Laboratorium voor Regeneratieproblemen van het Instituut voor Ontwikkelingsbiologie van de Russische Academie van Wetenschappen, onder leiding van doctor in de biologische wetenschappen Viktor Mitashov, heeft bijvoorbeeld lang verschillende methoden ontwikkeld voor het herstellen van menselijk bot- en zenuwweefsel, en meer recentelijk het netvlies. Over het algemeen zijn lagere organismen vaker in staat tot regeneratie dan hoger georganiseerde organismen.
Onder ongewervelde dieren zijn er bijvoorbeeld veel meer soorten die in staat zijn om verloren organen te herstellen dan onder gewervelde dieren, maar slechts enkele kunnen een heel individu regenereren uit een klein fragment ervan. Dergelijke primitieve dieren als ctenoforen en rotiferen zijn praktisch niet in staat tot regeneratie, terwijl dit vermogen bij veel complexere kreeftachtigen en amfibieën goed tot uiting komt.
Velen willen zichzelf regenereren zoals Wolverine, de held van Amerikaanse strips. Het kan zelfs de ergste wonden binnen enkele minuten genezen.
Het vermogen van sponzen om te regenereren is bijzonder verbazingwekkend. Wetenschappers hebben een ongebruikelijk experiment opgezet; duwde het lichaam van een volwassen spons door het gaasweefsel en scheidde alle gevormde fragmenten van elkaar. Het bleek dat als je deze kleine stukjes in water doet en goed mengt, waarbij je alle bindingen tussen hen volledig vernietigt, ze na een tijdje geleidelijk beginnen samen te komen en uiteindelijk weer samenkomen, een hele spons vormen, vergelijkbaar met de vorige. Dit houdt een soort "herkenning" in op cellulair niveau.
Een andere recordhouder voor regeneratie is de lintworm, die in staat is om een heel individu te recreëren vanuit elk deel van zijn lichaam. Het is theoretisch mogelijk, door één worm in 200.000 stukjes te snijden, om er als resultaat van regeneratie zoveel mogelijk nieuwe wormen uit te halen. En van een straal van een zeester kan een hele ster herboren worden.
Promotie video:
Maar een ander voorbeeld is veel bekender - hagedissen, die hun eigen staart laten groeien, en salamanders, die tot zes keer ogen, benen en staart kunnen regenereren.
Helaas wordt iemand dit onschatbare bezit ontnomen. Kan de moderne wetenschap ons helpen de overeenkomstige mechanismen onder de knie te krijgen?
In termen van menselijk leven zou een herstelproces vergelijkbaar met dat van Triton ons slechts zes maanden kunnen kosten. Het is echter erg moeilijk om erachter te komen hoe een salamander een oog in een maand herstelt. Wetenschappers kunnen zijn heldendaden nog niet herhalen. Maar het is al duidelijk geworden hoe hij en anderen zoals hij het doen.
Laten we vanaf het allereerste begin beginnen - met de geboorte van het organisme. Het is bekend dat cellen van elk meercellig organisme in de loop van de embryonale ontwikkeling specialisatie ondergaan. Van sommigen worden bijvoorbeeld benen verkregen, van anderen, bijvoorbeeld spieren, kieuwen of ogen. De zogenaamde Doh-genen geven zowel het hele lichaam als specifieke organen de opdracht om zich volgens een bepaald plan te ontwikkelen - zodat niet blijkt dat het oog gaat groeien waar het been hoort te zijn.
De Drosophila-vlieg heeft 8 Dox-genen, de kikker heeft er 6 en de mens heeft er 38. En het bleek dat de salamander tijdens de regeneratie zijn embryonale verleden 'herinnert', inclusief een genetisch programma dat de Dox-genen activeert en verwijderde of beschadigde weefsels en organen herstelt. …
Maar een oog of een staart moet ergens uit voortkomen - het kan niet uit de lucht worden geregenereerd. Het lichaam heeft twee manieren - om nieuwe cellen te krijgen, nieuw bouwmateriaal, of om te gebruiken wat er overblijft na het verlies van een orgaan.
Het bleek dat de natuur beide methoden gebruikt. Embryonale stamcellen zijn de bouwstenen voor regeneratie. Dit is de naam van de cellen van het embryo, die in hun ontwikkeling eenvoudigweg niet tot het stadium van specialisatie zijn uitgegroeid en daarom onder invloed van bepaalde factoren in cellen kunnen veranderen van verschillende weefsels en organen van meer dan tweehonderd typen.
Bovendien worden tijdens de regeneratie de "oude" cellen van de salamander, door complexe manipulaties, gelijk aan embryonale cellen. Er is de laatste tijd veel controverse met hen in verband gebracht. Feit is dat voor wetenschappers de belangrijkste bron van embryonale stamcellen menselijke embryo's zijn. Biologen bestuderen met enthousiasme de eigenschappen van embryonale stamcellen: als dit lukt, openen deze cellen volledig nieuwe mogelijkheden in de chirurgie en zorgen ze voor het herstel van bepaalde organen. Als, als gevolg van de ziekte, sommige groepen cellen uitvallen, zelfs als ze zeer gespecialiseerd zijn, kunnen ze worden vervangen.
En onze biologen zitten helemaal niet in de laatste rol in deze werken. De academicus van de Russische Academie voor Natuurwetenschappen Leonid Polezhaev houdt zich bijvoorbeeld al decennia bezig met het probleem van de regeneratie van de botten van het schedelgewelf. Ten eerste slaagde hij erin de regeneratie van de schedelbeenderen bij honden en ratten te bereiken. Vervolgens, samen met artsen van het Institute of Neurosurgery, vernoemd naar N. N. Burdenko van de USSR Academy of Medical Sciences probeerde de schedelbotten te herstellen bij patiënten met hoofdletsel.
In dit geval werd botzaagsel gebruikt, dat de botten van de menselijke schedel "ertoe bracht" te regenereren. Als gevolg hiervan was het letselgebied volledig bedekt met nieuw bot. Met deze techniek zijn meer dan 250 operaties uitgevoerd.
Onlangs kweekte een groep wetenschappers van de Universiteit van Tokio onder leiding van Makoto Asashima duizenden embryonale stamcellen in een speciale oplossing van vitamine A, waarbij de concentratie van de vitamine werd gevarieerd. Een lage concentratie activeert genen die de ontwikkeling van oogweefsel aansturen, terwijl een hoge concentratie de genen activeert die verantwoordelijk zijn voor de vorming van het gehoororgaan.
Makoto Asashima verklaarde dat in vijf dagen een heel kikkeroog kon worden verkregen. Op een vergelijkbare, maar eenvoudigere methode werden eerder nieuwe knoppen gekweekt en met succes in de kikker getransplanteerd. Het ontvangende dier overleefde een maand na deze operatie.
En experts van de Keio Universiteit van Tokio hebben een rapport gepubliceerd over een succesvol experiment over het gebruik van menselijke embryonale stamcellen om beschadigd ruggenmergweefsel bij apen te herstellen. Volgens het hoofd van het werk, professor Hideyuki Okano, werden de oorspronkelijke stamcellen uit een overleden menselijk embryo gehaald met toestemming van de ouders en de goedkeuring van de ethische raad van de universiteit.
Vervolgens werden deze cellen vermenigvuldigd in een voedingsmedium en geplant in vijf apen (elk 10 miljoen cellen), waarvan de voorpoten waren geïmmobiliseerd als gevolg van een ruggenmergletsel. Bij één primaat zijn alle musculoskeletale functies na twee maanden weer normaal, terwijl de rest van het herstelproces doorgaat.
In het laboratorium van Viktor Mitashov werden met succes experimenten uitgevoerd met het herstel van het oog van de salamander. En nu bereiden onderzoekers zich voor op experimenten om het menselijk netvlies te laten groeien.
Maar experts zeggen voorzichtig over de mogelijkheid om een heel oog te laten groeien. Ze kunnen worden begrepen: de evolutionaire kloof tussen de salamander en de mens is te groot. De neus aan de andere kant, de mechanismen voor de ontwikkeling van organen zijn vergelijkbaar, dus er is hoop dat op een dag biologen in staat zullen zijn om een gewonde persoon, 'in de kindertijd te vallen', te dwingen de noodzakelijke organen te laten groeien - tanden, in plaats van die die zijn uitgevallen, nieuwe cellen van de lever, nieren, pancreas, nieuw spierweefsel voor een hart dat is aangetast door een myocardinfarct.
