Саламандры отращивают оторванные лапы, а человек на том же месте получает шрам. Так было всегда — и это казалось непреодолимым барьером, заложенным в саму природу млекопитающих. Но исследователи из Техасского университета A&M только что показали: барьер, возможно, не так уж прочен. В лабораторных условиях им удалось заставить мышей регенерировать кости, суставы и связки — ткани, которые у млекопитающих обычно не восстанавливаются. И для этого не понадобились ни гены саламандры, ни стволовые клетки из пробирки. Достаточно было «разбудить» механизм, который, судя по всему, и так дремлет в нашем организме.

Вопрос, которому две тысячи лет

Почему одни животные восстанавливают утраченные части тела, а другие — нет, занимал ещё Аристотеля. Древнегреческий философ пристально наблюдал за природой и не мог не заметить: ящерица теряет хвост и отращивает новый, а человек, лишившись пальца, остаётся без него навсегда. За прошедшие столетия наука сильно продвинулась в описании этого феномена, но сам вопрос так и остался без окончательного ответа.

Кен Мунэока, профессор кафедры физиологии и фармакологии ветеринарного колледжа Техасского университета A&M, считает, что настало время ответить иначе. Вместо того чтобы спрашивать, почему млекопитающие не могут регенерировать, он предлагает спросить: а точно ли не могут? Его команда исходила из предположения, что способность к регенерации у млекопитающих не утрачена, а лишь скрыта внутри обычного процесса заживления ран. И её можно активировать.

Двухэтапный процесс и бластема

В основе открытия — метод, который биологи называют эпиморфной регенерацией. Именно так саламандры восстанавливают целые конечности: после ампутации клетки рядом с раной не образуют грубый рубец, а собираются в особую структуру — бластему. Эта масса недифференцированных клеток становится фундаментом, на котором заново вырастают кости, мышцы, нервы и кожа.

У млекопитающих бластема не формируется. Вместо неё повреждённое место заполняется соединительной тканью — шрамом. Но исследователи из Техаса решили проверить, можно ли переключить программу. Они разработали специальную сыворотку, которая посылает клеткам определённые сигналы, и применили её к лабораторным мышам. Результат: у животных начал формироваться бластемный зачаток, а затем — кости, суставы и связки в месте, где раньше образовался бы только рубец.

Ключевой момент метода — его двухэтапность. Сначала исследователи подавили естественную склонность клеток к рубцеванию, а затем стимулировали образование бластемы. По словам учёных, все необходимые для регенерации клетки уже есть в организме млекопитающего. Их не нужно вводить извне или перепрограммировать радикально — достаточно «убедить» вести себя так, как они вели бы себя у саламандры.

«Клетки, которые мы считали непрограммируемыми, оказались программируемыми»

Профессор Ларри Сува, соавтор исследования, формулирует главный вывод коротко и ёмко: «Клетки, которые мы считали непрограммируемыми, на самом деле программируемы. Эта способность не отсутствует — она просто затемнена». Иными словами, млекопитающие не потеряли регенеративный потенциал; они держат его выключенным. Вопрос лишь в том, как включить.

Это меняет саму оптику. Раньше регенерация конечности у млекопитающего казалась чем-то из области фантастики — теперь это инженерная задача. «Как только мы показали, что регенерацию можно активировать, открывается путь к совершенно новым вопросам», — добавляет Сува. И эти вопросы уже не о том, возможно ли это в принципе, а о том, как управлять процессом.

Для Мунэоки исследование задаёт новую точку отсчёта. «У млекопитающих проблемы клеточной регенерации решаемы, — говорит он. — Теперь у нас есть модель, с которой можно начинать разбираться, как именно». Пока что до выращивания целой руки или ноги у человека далеко, но фундаментальный барьер, похоже, перестал быть абсолютным.

Что это значит для медицины

Практические перспективы пока не стоит переоценивать. Речь не идёт о том, что завтра в клиниках начнут отращивать ампутированные конечности. Но исследование даёт ценные сведения о том, как организм млекопитающих ведёт себя при серьёзных травмах, и открывает направления для будущих методов лечения. Если удастся научиться управлять бластемой у человека, это может изменить подход к восстановлению после тяжёлых повреждений — от глубоких ран до потери костной ткани.

Любопытно, что работа опубликована в журнале Nature Communications, то есть прошла рецензирование в одном из ведущих научных изданий. Это не маргинальная гипотеза, а результат систематических экспериментов. И хотя до клинического применения ещё годы, сам факт, что млекопитающее удалось подтолкнуть к регенерации сложных тканей, — событие, которое заставляет пересмотреть границы возможного.

Остаётся открытым вопрос: почему природа «выключила» эту способность у млекопитающих? Возможно, рубцевание — более быстрый способ закрыть рану и предотвратить инфекцию, а регенерация требует времени и ресурсов, которые в дикой природе не всегда доступны. А может быть, дело в эволюционных компромиссах, связанных с теплокровностью и быстрым метаболизмом. Исследователи из Техаса не дают окончательного ответа, но их работа подводит к нему ближе, чем когда-либо.

И ещё одна деталь. В списке «Ранее на сайте» нет материалов, напрямую связанных с регенерацией или клеточной биологией. Ближайшие по духу — статьи о неожиданных способностях организма или о научных прорывах, но смысловой связи с данным исследованием они не имеют. Поэтому редакция не стала добавлять внутренние отсылки: искусственная ссылка лишь запутала бы читателя.

Аристотель, вероятно, удивился бы. Вопрос, который он задал две с лишним тысячи лет назад, не просто не забыт — он, кажется, начинает получать ответ. И этот ответ звучит обнадёживающе: скрытые регенеративные силы у нас, возможно, всё-таки есть.