Poraněným žabím pulcům rychle dorůstají poraněné části těla. Ztráta nohy nebo ocásku je proto nemusí mrzet. Vědci úžasnou regenerační schopnost obojživelníků studují v naději, že se jednou podaří nastartovat obdobné procesy v nemocném či poraněném lidském organismu. Tým z bostonského Forsyth Center for Regenerative and Developmental Biology vedený Michaelem Levinem nyní odhalil základní princip žabí regenerace. Růst ztraceného údu pohání elektrické pole.
Vědci se pokoušeli dorůstající ocásek pulců africké žáby drápatky obarvit chemikálií, jejíž molekuly nesou záporný elektrický náboj. Regenerující tkáň ale barvivo odpuzovala. Levin a jeho spolupracovníci pojali podezření, že za to může negativní elektrický náboj hojící se tkáně. Dva záporně nabité objekty – pahýl ocásku a barvivo- se podle zákonů fyziky odpuzují. Podezření se potvrdilo. Buňky poraněného ocásku se pomocí zvláštních bílkovinných molekul působících jako „elektrické pumpy“ zbavují kladně nabitých iontů vodíku. V tkáni tak vzniká elektrický proud a buňky získávají záporný náboj. To spouští celý regenerační proces.
„Můžeme využít toto pumpování vodíkových iontů jako hlavní spínač pro zahájení regenerace,“ vysvětluje výsledky pokusu Levin v rozhovoru pro vědecký týdeník Nature. „Nemusíme tkáni vydávat žádné upřesňující příkazy jako třeba: dej trošku nových svalů sem a pak ještě tam.“
O účinnosti tohoto „centrálního spínače“ regenerace se vědci přesvědčili u dvoutýdenních pulců. Ti už nedokážou mobilizovat v poraněném místě těla „elektrickou pumpu“ a ztrácejí schopnost regenerace. Poraněný ocásek se jim hojí jen špatně. Když však Levin a jeho spolupracovníci dodali dvoutýdenním pulcům do poraněného ocásku „elektrickou pumpu“ vypůjčenou od bakterií, proběhla regenerace ztraceného údu v plném rozsahu.
Vědci už dlouho věděli, že mohou elektrickým proudem ovlivnit regeneraci tkání v poraněné končetině žabích pulců nebo čolků. Díky Levinově objevu zveřejněnému ve vědeckém časopise Development je jasné, jak k tomu dochází.
Bude trvat ještě hodně dlouho, než začnou lékaři využívat obdobné procesy k léčbě lidských pacientů. Obojživelníci jsou mistři v regeneraci. Dospělý čolek si dokáže nahradit nejen tracenou nohu nebo ocas, ale třeba i čelist, střevo a dokonce i části oka nebo srdce. Člověk je v regeneraci svého těla mnohem méně zdatný.
Malým dětem mohou dorůst ztracené konečky prstů. Vzácně byly popsány případy, kdy pacientovi po několika letech dorostla zničená ledvina. Regeneraci lidských tkání a orgánů se často staví do cesty vznik jizvy. Přesto je Levin optimista.
„Informace potřebná pro vznik nového orgánu je uložena v genech v každé buňce našeho těla. Klíčová otázka proto zní: Jak tyto geny opět zapnout? Když porozumíme řeči, kterou buňky jedna druhé sdělují, co je třeba udělat, budeme už velmi blízko tomu, abychom buňkám řekli, co mají udělat po vážném poranění,“ říká Levin.
„Je možné, že pečlivě vyladěnými elektrickými stimuly bychom dokázali vyvolat regeneraci i v lidském těle,“ dodává přední americký odborník na regeneraci David Stocum z Indiana University.
Pramen: Development, Nature