Μια ομάδα ερευνητών από το Keck School of Medicine του USC δημοσίευσε την πρώτη λεπτομερή περιγραφή της αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο τύπων κυττάρων που επιτρέπουν στις σαύρες να αναγεννήσουν την ουρά τους. Αυτή η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στις 10 Αυγούστου στο Nature Communications, επικεντρώθηκε στην ασυνήθιστη ικανότητα των σαυρών να αναδομούν τον χόνδρο, ο οποίος αντικαθιστά το οστό ως τον κύριο δομικό ιστό στις αναγεννημένες ουρές μετά την απώλεια της ουράς.
Η ανακάλυψη θα μπορούσε να δώσει πληροφορίες σε ερευνητές που μελετούν πώς να ανοικοδομήσουν τον χόνδρο που έχει υποστεί βλάβη από την οστεοαρθρίτιδα στους ανθρώπους, μια εκφυλιστική και εξουθενωτική ασθένεια που επηρεάζει περίπου 32,5 εκατομμύρια ενήλικες στις Ηνωμένες Πολιτείες, σύμφωνα με τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων. Επί του παρόντος δεν υπάρχει θεραπεία για την οστεοαρθρίτιδα.
«Οι σαύρες είναι κάπως μαγικές στην ικανότητά τους να αναγεννούν τον χόνδρο επειδή μπορούν να αναγεννήσουν μεγάλες ποσότητες χόνδρου και δεν μετατρέπονται σε οστά», δήλωσε ο αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης Thomas Lozito, επίκουρος καθηγητής ορθοπεδικής χειρουργικής και βιολογίας βλαστοκυττάρων και αναγεννητικής ιατρικής. στο Keck School of Medicine του USC.
Οι σαύρες είναι από τα μόνα ανώτερα σπονδυλωτά ικανά να αναγεννήσουν τον χόνδρο που δεν αποστεώνεται και είναι οι πιο στενοί συγγενείς με τα θηλαστικά που μπορούν να αναγεννήσουν ένα προσάρτημα με πολλούς τύπους ιστών, συμπεριλαμβανομένου του χόνδρου. Οι άνθρωποι, αντίθετα, δεν μπορούν να επιδιορθώσουν τον χόνδρο που έχει καταστραφεί μόλις ενηλικιωθούν.
Ο Λοζίτο εξήγησε ότι η κατανόηση του πώς οι οργανισμοί με σούπερ θεραπευτικές δυνάμεις αναγεννούν τον ιστό θα μπορούσε να βοηθήσει τους ερευνητές να βρουν τρόπους να αναδημιουργήσουν αυτές τις διαδικασίες στα θηλαστικά. «Το όνειρο είναι να βρούμε έναν τρόπο να μεταφραστεί αυτή η διαδικασία στους ανθρώπους επειδή δεν μπορούν να επιδιορθώσουν τον χόνδρο», είπε ο Lozito. «Αυτό αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα γιατί πρέπει να κατανοήσουμε τη διαδικασία με μεγάλη λεπτομέρεια προτού μπορέσουμε να προσπαθήσουμε να την αναδημιουργήσουμε στα θηλαστικά».
Εντοπίστηκαν βασικά κύτταρα
Ο πρώτος συγγραφέας Ariel Vonk, ο οποίος είναι Ph.D. φοιτητής στο Lozito Lab και η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι τα κύτταρα που ονομάζονται ινοβλάστες, που βοηθούν στη δημιουργία ιστού, είναι ο κρίσιμος τύπος κυττάρων που χτίζει χόνδρο στην αναγεννημένη ουρά της σαύρας, οι σκελετοί της οποίας είναι σχεδόν εξ ολοκλήρου κατασκευασμένοι από χόνδρο. Η έρευνα περιέγραψε τις αλλαγές στη γονιδιακή δραστηριότητα που έλαβαν χώρα μεταξύ ορισμένων κυττάρων ινοβλαστών που επέτρεψαν την κατασκευή χόνδρου.
Ανακάλυψαν επίσης ότι ένας τύπος ανοσοκυττάρου που ονομάζεται σεπτοκλαστής παίζει σημαντικό ρόλο στην αναστολή της ίνωσης ή των ουλών, επιτρέποντας τη διαδικασία της αναγέννησης να λάβει χώρα. «Αυτοί οι δύο τύποι κυττάρων που συνεργάζονται έθεσαν τα θεμέλια για την έναρξη της αναγεννητικής διαδικασίας», είπε ο Lozito, ο οποίος σημείωσε ότι μια σημαντική διαφορά μεταξύ των ανθρώπων και των σαύρων είναι ότι ο ανθρώπινος ιστός τείνει να ουλώνει και ότι οι ουλές εμποδίζουν την αναγέννηση των ιστών.
Αναγέννηση χόνδρου που προκαλείται στα άκρα της σαύρας
Δεδομένων των όσων έμαθαν για τους τύπους κυττάρων και τις μοριακές διεργασίες που εμπλέκονται, η ομάδα διεξήγαγε δοκιμές για να καθορίσει εάν θα μπορούσαν να αναδημιουργήσουν τη διαδικασία αναδόμησης του χόνδρου στα άκρα της σαύρας που, σε αντίθεση με τις ουρές, δεν αναγεννώνται μετά από απώλεια.
Εξήγαγαν διαφραγματοκλάστες από τις ουρές της σαύρας και τους εμφύτευσαν σε άκρα, τα οποία ήταν ανεπαρκή σε προαναγεννητικά κύτταρα του ανοσοποιητικού που βρέθηκε ότι είναι υπεύθυνα για την αναστολή των ουλών. Κατάφεραν να προκαλέσουν επιτυχώς δόμηση χόνδρου σε ένα άκρο σαύρας αναδημιουργώντας ένα περιβάλλον σηματοδότησης που μοιάζει με ουρά.