Animalul care isi recreste capul

Animalul care isi recreste capul

Ar putea o creatura marina cu puteri regenerative neobisnuite sa le arate oamenilor cum sa faca acelasi lucru? Rapoarte Tracey Logan.

Eu

Intr-un laborator fara ferestre de la Universitatea din Galway, in Irlanda, exista un acvariu care contine o creatura extraordinara. Asezate pe bete de cocktail albastre ca acadele, randuri de scoici sunt acoperite cu un „par viu” ciudat, lovit de apa de mare care curge usor. Aceasta colonie de animale marine minuscule – cunoscuta sub numele de „blana de melc” – a fost recoltata in gropile irlandeze de pe spatele crabilor pustnici si este legata de meduze, corali si anemoni de mare.

Fiecare nu mai mare decat genele unui bebelus, acestea se numesc Hydractinia si seamana de aproape cu un copac, fiecare cu un picior, un trunchi si un cap cu tentacule, folosit pentru a prinde resturi gustoase trecatoare.

Ei au, de asemenea, o superputere: atunci cand pestii care pasesc musca frecvent capetele tentaculelor, ei rasar in gloria lor de odinioara intr-o saptamana.

Blana de melc poate creste din nou un cap nou dupa doar cateva zile (Regenerative Medicine Institute, Galway)

Acest talent a atras atentia lui Uri Frank si a colegilor de la Institutul de Medicina Regenerativa din Galway. Impreuna cu un numar tot mai mare de cercetatori, el sustine ca regenerarea tesutului vazuta la creaturi precum Hydractinia ar putea fi o putere antica detinuta de majoritatea animalelor, inclusiv de oameni – este doar latenta.

Array

Deci, cum se recreste aceasta „blana de melc”? Si ar putea detine cheia regenerarii tesuturilor si la fiintele umane?

Multe animale pot regenera parti ale corpului, de la stele de mare la salamandre. Dar blana primitiva de melc este neobisnuita, nu in ultimul rand pentru ca abilitatile sale sunt atat de extreme.

Organizarea celulelor stem

Cheia talentului regenerativ al Hydractinia este faptul ca isi pastreaza celulele stem embrionare pe viata. Aceasta inseamna ca orice proces de vindecare a ranilor nu produce doar o crusta si o cicatrice, ci o parte complet noua a corpului, asa cum s-ar intampla intr-un embrion, chiar si in cap.

La o adunare de biologi de dezvoltare la inceputul acestui an, Frank a aratat un videoclip al procesului de inmugurire a capului creaturii in actiune, celule stem embrionare care au fost modificate genetic pentru a straluci verde grabindu-se pana la capatul gatului unei Hydractinia fara cap. Participantii au fost agog. Dupa cum a scris un tweet: „Uri Frank arata filmul cu timelapse al celulelor stem Hydractinia care se deplaseaza fizic peste cap (locul plagii) – Uau!”

O salamandra poate creste inapoi o coada, dar nu si celelalte parti ale corpului (Science Photo Library)

De la inregistrarea acestui videoclip, echipa Galway a lucrat pentru a intelege cum Hydractinia isi reconstruieste corpul taiat si spera sa-si publice concluziile in scurt timp intr-un jurnal stiintific.

In timp ce pastreaza stiri despre detalii, lucrarea se va concentra asupra modului in care creatura isi aranjeaza celulele stem pentru a-si recradi capul – de exemplu, modul in care celulele stem stiu lipsa capului – si de unde vin exact celulele stem embrionare. 

Studierea Hydractinia i-a determinat, de asemenea, pe Frank si colegii sai sa puna o intrebare mai mare: de ce se pot regenera doar cateva animale, in timp ce majoritatea nu? O salamandra poate sa regenereze o coada pierduta, dar broastele strans inrudite nu pot regasi un membru pierdut. Si daca o minuscula creatura marina isi poate recreste propriul cap, de ce oamenii nu isi pot regasi macar dintii adulti? La urma urmei, spune Frank, nu este ca si cum sistemele de celule stem umane si Hydractinia ar fi atat de diferite.

Stramos antic

Procesele cheie de celule stem sunt vechi si comune multor specii de animale. De exemplu, sistemul complex de semnalizare „Wnt”, care controleaza celulele stem in dezvoltarea embrionilor si, atunci cand este necontrolat, provoaca cancer, este foarte similar la toate animalele, inclusiv la Hydractinia si la oameni. Este unul dintre o mana de sisteme complexe de celule stem, fiecare implicand sute de elemente, care au ramas aceleasi de cand Hydractinia s-a ramificat din arborele evolutiv care in cele din urma a condus la noi in urma cu aproximativ 600 de milioane de ani.

In ultimul deceniu, cercetatorii au inceput sa creada ca celulele stem au evoluat mai intai intr-o creatura chiar mai veche decat Hydractinia, al carei corp moale s-a dizolvat mult timp in fundul marii antice. In aceasta creatura inca necunoscuta, puterea de regenerare poate sa fi evoluat mai intai, spune Frank, inzestrand toate animalele de mai tarziu cu un set de instrumente de baza pentru regresarea partilor corpului pierdute – una care ramane in principal latenta in viata actuala.

Abilitatile remarcabile ale animalului ar putea lumina regenerarea tesuturilor la oameni (Tracey Logan)

„Poate ca nu este o idee atat de nebuna. Sistemele de celule stem sunt extrem de complexe si este posibil ca 600 de milioane de ani sa nu fie suficient de lungi pentru a reinventa un alt sistem de la zero. Deci, este mai probabil sa credem ca sistemul nostru de celule stem si sistemul de celule stem Hydractinia au fost de fapt mostenite de la un stramos comun ”, spune Frank. „Si daca va ganditi la asta, Hydractinia poate creste un cap nou si, desi nu putem ca adulti, putem face asta ca embrioni atunci cand ne facem propriul cap. Deci, este posibil ca aceasta capacitate de a face acest lucru sa fie dezactivata la adultii umani, iar in Hydractinia nu. ”

Aceasta teorie se leaga de un studiu publicat anul trecut in revista Nature, despre doua soiuri ale unei forme antice de viermi plat, planarianul. Acest vierme a fost studiat de peste un secol datorita puterilor sale regenerative uimitoare. Feliati-le in bucati mici, iar unii viermi planari isi pot regasi corpul chiar si din cel mai mic coada. Altii au nevoie de cea mai mare parte a corpului lor intacta pentru a regresa un cap. Pana acum, asta este.

Viermele planar a fost mult timp studiat datorita puterilor sale regenerative (Science Photo Library)

Cercetatorii de la Institutul Max Planck au testat ideea ca toti viermii planari au aceleasi superputeri regenerative, dar ca, in unele, este oprit la inceputul dezvoltarii. Au avut dreptate. Cu o modificare relativ simpla a sistemului de celule stem al unui embrion in curs de dezvoltare, au transformat o creatura care, in natura, nu putea sa recreasca un cap dintr-o coada mica, intr-una care ar putea.

In Galway, Frank spera ca cercetarile sale vor ajuta la explicarea rezultatelor aparent miraculoase din experimentele planare si la dezvaluirea si a altor mistere. De ce, de exemplu, planarii cresc cu usurinta cozi noi atunci cand Hydractinia se lupta sa-si recreasca piciorul? O idee este ca simetria corpului – fata / spate sau stanga-dreapta ca la planari si oameni, dar nu blana de melc – poate dicta unde pot migra celulele stem din corp.

In teorie, este posibil ca oamenii sa gazduiasca aceleasi superputeri regenerative latente ca blana de melc si viermii plat, oricat de departe par de acestia. La cel mai de baza nivel celular exista asemanari izbitoare. Studierea lor ne-ar putea invata cum sa regresam si partile corpului deteriorate sau pierdute. „Desi nu exista o piata pentru cresterea capului uman”, spune Frank, „n-ar fi minunat daca am putea repara maduva spinarii, inimile deteriorate, rinichii, mainile si orice alte organe deteriorate pe care le-am putea pierde?”

(Institutul de Medicina Regenerativa, Galway)

Studiile despre viermi platii implica faptul ca acest lucru ar putea sa nu fie la fel de impensabil pe cat se credea odinioara. Thomas Hunt Morgan, tatal victorian al stiintei regenerative, a efectuat experimente cu viermi platiti, care le-au aratat puterile uimitoare de a recradi un intreg corp dintr-un butuc in 1901. Dar a abandonat studiul, scriind: „Nu vom intelege niciodata fenomenele de dezvoltare si regenerare”.

In mod clar, exista multe mistere ale regenerarii care urmeaza sa fie dezvaluite, dar acum se pare ca o creatura minuscula care traieste intr-un tanc de peste din Galway si genul sau ar putea sa ne ajute sa deblocam procesul bizar de regenerare a partilor corpului mai devreme decat am crezut.

Daca doriti sa comentati acest lucru sau orice altceva pe care l-ati vazut pe viitor, accesati  pagina noastra  Facebook  sau  Google+ sau trimiteti-ne un mesaj pe Twitter .