• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Wypławek ujawnia swój sekret regeneracji części ciała

    27.04.2010. 20:12
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Brytyjscy naukowcy odkryli zmyślny gen stojący za zdolnościami wypławka do regeneracji głowy, mózgu i innych części ciała po amputacji. Umiejętność naśladowania tego niezwykłego zjawiska naturalnego może pewnego dnia umożliwić regenerację uszkodzonych organów i tkanek człowieka. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Public Library of Science (PLoS) Genetics.

    Jednym z najważniejszych celów biomedycyny w perspektywie długoterminowej jest poznanie podstaw genetycznych "odtwarzania" czy regenerowania tkanki z dojrzałych struktur. Zespół naukowców z Uniwersytetu w Nottingham zauważa w swoim artykule, że zdolność do regeneracji jest rozpowszechniona wśród zwierząt, co umożliwia naukowcom badanie ewolucyjnych odpowiedzi na problem koordynowania tego procesu.

    Dr Aziz Aboobaker wyjaśnia, że nawet najprostszy robak daje ogromne możliwości poznania procesu regeneracji tkanek. "Chcemy zrozumieć, w jaki sposób dojrzałe komórki macierzyste mogą wspólnie pracować w organizmie dowolnego zwierzęcia nad formowaniem i wymianą uszkodzonego lub brakującego organu czy tkanki. Wszelkie zasadnicze postępy w zrozumieniu innych zwierząt mogą zaskakująco szybko stać się użyteczne dla człowieka" - zauważa dr Aboobaker.

    Wypławki dysponują populacją komórek macierzystych, która może się szybko dzielić, co umożliwia regenerację różnych rodzajów brakujących typów komórek po amputacji, takich jak komórki mięśni, jelit czy mózgu. Mieszanina genów aktywnych w tych komórkach macierzystych oraz pozostała tkanka są wówczas w stanie zarządzać procesem regeneracji w taki sposób, aby nowe struktury miały odpowiedni rozmiar, kształt i ustawienie oraz, aby znalazły się w odpowiednim miejscu. Proces kończy się przywróceniem pełnej funkcjonalności organizmu.

    Dzięki nowym badaniom wiemy, że za tę nadzwyczajną zdolność w znacznym stopniu odpowiedzialny jest gen "smed-prep". Jest on w szczególności potrzebny do "koordynowania regeneracji mózgu wypławka, zapewne najbardziej frapującej części jego zdolności regeneracyjnych " - jak piszą naukowcy.

    Doktorant i współautor artykułu, Daniel Felix powiedział, że poznanie podstaw molekularnych przekształcania i regeneracji tkanki ma zasadnicze znaczenie dla medycyny regeneracyjnej. "Wypławki znane są ze swojej ogromnej zdolności do regeneracji, bowiem są w stanie odtworzyć głowę po jej obcięciu. Na podstawie homeotycznego genu "smed-prep" opisaliśmy pierwszy gen niezbędny do zapewnienia prawidłowego, wcześniejszego przeznaczenia i modelowania w czasie regeneracji."

    Dr Aboobaker dodaje, że wiedza na temat tego, co zachodzi w czasie regeneracji tkanek w normalnych warunkach pozwoli naukowcom na rozpoczęcie opracowywania bezpiecznych sposobów zastępowania uszkodzonych i chorych organów, tkanek i komórek w przypadku urazu lub choroby. Takie informacje mogłyby przyczynić się do opracowania nowych metod leczenia na przykład choroby Alzheimera - podkreśla.

    "Wiedza taka umożliwi nam również ocenę konsekwencji tego, co dzieje się, kiedy komórki macierzyste pomylą się w czasie normalnego procesu odnawiania, na przykład w systemie krwinek, w którym nieprawidłowe komórki macierzyste mogą doprowadzić do białaczki" - podsumowuje dr Aboobaker.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Terapia komórkowa - rozwijająca się w medycynie gałąź terapii, polegająca na wykorzystaniu ludzkich komórek do regeneracji uszkodzonych tkanek lub narządów pacjenta. Komórki te mogą pochodzić z tego samego pacjenta, lub od dawcy. Metoda ta różni się od przeszczepów tym, że korzysta się w niej nie z całych narządów lub tkanek, ale z wyizolowanych, oczyszczonych i czasem zmodyfikowanych komórek. Do terapii komórkowej często stosuje się komórki macierzyste lub progenitorowe, które posiadają wewnętrzny potencjał regeneracji uszkodzonych tkanek. Przykładowo, ostatnio pojawia się coraz więcej doniesień o skutecznym wykorzystaniu komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego do regeneracji mięśnia sercowego po zawale. Regeneracja – odtwarzanie przez rośliny i zwierzęta utraconych lub uszkodzonych części ciała, narządów, tkanek lub komórek. Powiązana jest z faktem, że prawie każda komórka organizmu zawiera prawie jednakowy materiał genetyczny, może więc teoretycznie dać początek każdej części ciała. W rzeczywistości regeneracja możliwa jest tylko u organizmów o mało wyspecjalizowanej budowie, np. u gąbek. U tych organizmów cały organizm może zostać odtworzony z fragmentu złożonego z kilku zaledwie komórek. Stawonogi mają zdolność do regeneracji odnóży. U kręgowców regeneracja zachodzi tylko wyjątkowo, np. jaszczurki po autotomii mają zdolność regeneracji ogona. Komórki prekursorowe - zwane również progenitorowymi, komórki macierzyste tkanek (tkankowo swoiste), występują w narządach dorosłych osobników, służą do ich regeneracji. Są multipotentne lub unipotentne - dają początek ostatecznie zróżnicowanym komórkom somatycznym tylko jednej, danej tkanki. Od komórek somatycznych odróżnia je zdolność do podziałów.

    Tkanki okołowierzchołkowe – tkanki kostne otaczające otwór wierzchołkowy (mały otwór w korzeniu zęba, poprzez który miazga łączy się z kością, z której dochodzi do niej krew ze wszystkimi niezbędnymi składnikami). W przypadku złego, czyli nieszczelnego lub niepełnego wypełnienia kanałów w zębie oraz w przypadku amputacyjnego leczenia zęba bakterie bytujące w kanałach przenikają w okolice kości pod zębem i dochodzi do destrukcji tych tkanek. Diagnostyka zmian bazuje na zdjęciach RTG, na których widać "ciemne plamy" (jest to słabo wysycona tkanka kostna) wokół korzeni. Często pierwszym objawem jest ból przy zagryzaniu. Tkanki okołowierzchołkowe mają dużą zdolność regeneracji, po prawidłowym ponownym przeleczeniu zęba kanałowo pełne wysycenie tkanek można zaobserwować na RTG już w 6 miesięcy po zabiegu. Czasem na pełny efekt trzeba czekać dłużej, zależy to od wielkości zmian i od możliwości organizmu do regeneracji. Multipotencja – zdolność komórek niezróżnicowanych do różnicowania się w różne typy komórek, ale wyłącznie ściśle określonej tkanki (np. komórki szpiku kostnego mogą różnicować się w komórki krwi). Ich linie potomne występują w tkankach organizmów młodocianych i dojrzałych, uczestnicząc w procesach wzrostu i regeneracji.

    Komórki satelitarne – komórki macierzyste mięśni szkieletowych. Powstają z mioblastów, które nie zlały się do roboczych komórek mięśniowych, lecz ściśle do nich przylegają. U dorosłego człowieka ich jądra stanowią ok. 5% jąder komórek mięśniowych. Uaktywniają się przy uszkodzeniu lub trenowaniu mięśnia, prowadząc do regeneracji lub przerostu komórek mięśniowych. W warunkach doświadczalnych udaje się je różnicować do innych komórek niż mięśniowe. Eutelia – występowanie stałej liczby komórek somatycznych w organizmie. Liczba komórek u zwierząt eutelicznych ustala się już w rozwoju zarodkowym. Eutelia wiąże się z brakiem zdolności do regeneracji w razie uszkodzeń jak również brakiem możliwości powstawania nowotworów. Występuje u nicieni np. Caenorhabditis elegans, którego ciało zbudowane jest z 959 komórek + zmienna liczba komórek jajowych i plemników.

    Ziarnina (łac. granulatio) – nowopowstała tkanka łączna zawierająca bogatą sieć naczyń włosowatych. Ziarnina jest jednym z procesów naprawy (gojenia) tkanek, które uległy uszkodzeniu i mają małą zdolność regeneracji lub nie posiadają jej wcale. Wypełnia ona ubytek powstały po uszkodzeniu tkanki. Naprawa tkanki poprzez ziarninowanie może następować na skutek oparzenia, urazu lub zakażenia. Chondroblasty, komórki chrząstkotwórcze – komórki wytwarzające substancję międzykomórkową tkanki chrzęstnej, czynne w okresie budowy i regeneracji chrząstki, potem przekształcające się w chondrocyty. Zachowują zdolność do podziału.

    Rezyliencja (łac. resilience) – to umiejętność lub proces dostosowywania się do zmieniających się warunków, adaptacja w stosunku do otoczenia, uodpornianie się, plastyczność umysłu, zdolnością do odzyskiwania utraconych lub osłabionych sił i odporność na działanie szkodliwych czynników. Zdolność do regeneracji po urazach psychicznych.

    Rerafinacja - technologia rerafinacji, prowadzona w specjalistycznej instalacji umożliwiającej prowadzenie regeneracji olejów przepracowanych obejmuje każdy proces, w którym oleje bazowe mogą być produkowane przez rafinację olejów przepracowanych. Konieczne jest usunięcie zanieczyszczeń, produktów utleniania i dodatków zawartych w tych olejach, przy czym udział uzyskanego w procesie regeneracji komponentu służącego do wytwarzania olejów smarowych nie może być mniejszy niż 30%. W świetle wymagań ochrony środowisko rerafinacja jest najlepszym sposobem zagospodarowania przepracowanych olejów smarowych. Za wyborem tego procesu przemawia także oszczędność energii. Do wytwarzania 1 tony bazowego oleju smarowego z ropy naftowej zużywa się taką ilość energii, jaką uzyskałoby się, spalając około 300 kg oleju opałowego. Rerafinacja olejów przepracowanych przebiega w trzech etapach:

    Przedłużanie życia, znane też jako gerontologia eksperymentalna czy gerontologia biomedyczna, ma na celu spowolnienie lub odwrócenie procesów starzenia, aby wydłużyć zarówno maksymalną długość życia, jak i spodziewaną długość życia. Część badaczy, jak i osób zainteresowanych przedłużeniem własnego życia, uważa, że przyszłe osiągnięcia naukowe w dziedzinie regeneracji tkanek z pomocą komórek macierzystych, naprawy molekularnej, wymiany narządów (np. ksenotransplantacja) pozwolą ludziom na nieograniczoną długość życia i całkowite odmłodzenie i wyleczenie. Rakowe komórki macierzyste (ang. Cancer stem cells, CSCs) - to inicjalne, niezróżnicowane komórki rakowe (obecne w guzach i nowotworach układu krwiotwórczego), mające możliwość przekształcania się we wszystkie rodzaje komórek tworzących masę nowotworową.
    Jedna z teorii wyjaśniających proces nowotworzenia zakłada, że rakowe komórki macierzyste są prekursorami innych komórek nowotworowych i odgrywają kluczową rolę w powstawaniu raka. Komórki te, w przeciwieństwie do innych komórek rakowych, są rakotwórcze (same w sobie mają zdolność do wywoływania raka). Podejrzewa się, że CSCs są przyczyną występowania przerzutów i nawrotów choroby nowotworowej.

    Embrionalne komórki macierzyste (ang. Embryonic Stem Cell – ESC) – komórki, które mogą dać początek wszystkim możliwym tkankom. Komórki macierzyste pięciodniowego zarodka mogą rozwinąć się w dowolny typ komórek i teoretycznie zastąpić uszkodzone komórki, których organizm nie jest w stanie odtworzyć. Monocyty – populacja leukocytów stanowiąca 3-8% wszystkich leukocytów obecnych we krwi ). Komórki te, poza dużym rozmiarem, charakteryzują się występowaniem w błonie komórkowej takich markerów, jak: CD45 (charakterystyczny dla wszystkich leukocytów), CD11c, CD14, CD31, CD34 i inne, przy czym jedynie CD14 jest markerem specyficznym dla monocytów i makrofagów . Dojrzałe monocyty, po migracji z krwi do tkanek obwodowych przekształcają się w makrofagi, natomiast nieliczne tego typu komórki posiadają właściwości komórek macierzystych i mogą różnicować się w inne populacje komórek krwi lub nawet innych tkanek .

    Transdyferencjacja – proces biologiczny polegający na przeprogramowaniu komórek macierzystych, mający na celu osiągnięcie zdolności różnicowania się nie tylko w tkankę, z której pochodzą, ale także w inne tkanki pochodzące nawet z innych listków zarodkowych.

    Dodano: 27.04.2010. 20:12  


    Najnowsze