Kehaosade taastumine tähendab püsivate vigastuste lõppu

Milline oleks maailm, kui saaksime sõrme või varba uuesti kasvatada? Mis siis, kui saaksime kahjustatud südame või maksa asemele kasvatada? Kui kehaosad on taaskasvavad, ei ole vaja elundidoonori nimekirja, proteesimist, taastusravi ega erinevaid ravimeid.

Uuenduslik teadus

Teadlased leiavad viise, kuidas muuta kehaosade taaskasvamise unistused reaalsuseks. Taaskasvavad kehaosad on kiiresti liikuv valdkond, mida tuntakse regeneratiivse meditsiinina. See lubab asendada kahjustatud ja haiged kuded ja elundid. Paljud teadlased, kes on läbi viinud uuringuid loomadel rakukudede regenereerimise kohta, viivad seda nüüd läbi inimestel, lootes, et nende uuringud on edukad.

1980. aastate keskel on Louisiana osariigis New Orleansis asuva Tulane'i ülikooli professor Ken Muneoka tuvastanud geene, mis reguleerivad hiirte numbrite kasvu. Muneoka avastas, et noored hiired suudavad varba taastada. Ta jätkas hiirte varvaste uurimist, lootes avastada, kas täiskasvanud inimestel eksisteerivad sarnased regeneratiivsed mehhanismid. 2010. aastal näitas Munoka labor, et täiskasvanul on võimalik tõhustada varba regeneratiivset reaktsiooni. "Lõppkokkuvõttes arvan, et suudame taastada hiire sõrme ja hiire jäseme. Kui suudame taastada ühe sõrme, peaksime suutma taastada südamed ja lihased," ütles Muneoka.

Teises uuringus näitasid Põhja-Carolina osariigis Durhamis Duke'i ülikooli rakubioloog Ken Poss ja tema kolleegid, et sebrakalal on võime vigastatud südant proteiinist parandada.

Illinoisi ülikoolis Urbana-Champaignis uurisid raku- ja arengubioloogia osakonna teadlased peata usse ja programmeerisid ussid ümber, et kasvatada uus pea.

Kas see on inimestele võimalik?

Kas regeneratiivseid omadusi saab inimestele rakendada? Mõned teadlased on skeptilised ja on ettevaatlikud. Teised teadlased arvavad, et see pole mitte ainult võimalik, vaid kümne aasta pärast on see reaalsus. "Viisteist aastat tagasi oleksime öelnud, et viiskümmend aastat, aga praegu võib see olla juba kümme aastat," ütles Poss.

Paljud ei tea, et inimestel on taastumisvõime. Meie kehad ehitavad end pidevalt üles rakutasandil, et parandada kahjustusi ja ravida haavu. Lisaks võivad väikesed lapsed mõnikord sõrme- või varbaotsa uuesti kasvatada, kui see on amputeeritud. Täiskasvanud saavad taastada osa oma maksast, kui see on kahjustatud.

Teadlased suutsid inimese rakukudesid taastada, kuid ainult laboris tüvirakkude kaudu. Luuüdi tüvirakud võivad tekitada nahas värskeid vererakke ja tüvirakke, mis võivad haava tihendamiseks kasvatada armkudesid.

San Francisco California ülikooli Gladstone'i instituutide teadlased muutsid inimese armkoe mõne võtmegeeni ümberkorraldamise teel laborinõudes elektrit juhtivaks koeks, mis meenutab löövaid südamerakke. Varem viidi see läbi hiirtel, kes said südameatakkide tõttu kahjustatud; nad ennustavad, et see võib aidata inimesi, kes on põdenud südameinfarkti.

Professor Alicia El Haj, Ühendkuningriigis Newscatle'is asuva Keele ülikooli meditsiiniteaduse ja -tehnoloogia instituudi direktor, tegeleb luumurdude ja kahjustatud kõhre parandamisega. El Haj ja tema meeskond töötasid välja süstitava geeli, mis sisaldab tüvirakke, mille pinnale on kinnitatud pisikesed magnetosakesed. Magnetväljaga piirkonda stimuleerides saavad nad mehaanilist jõudu korrata, et luud saaksid tiheneda. El Haj loodab alustada patsientide jälgimist järgmise viie aasta jooksul.

Kanada teadlased püüavad murda inimkehade regenereerimise saladusi. Dr Ian Rogers Toronto Mount Sinai haiglas töötab asenduskõhunäärme kallal, mis kasvab laboris ja asetatakse seejärel I tüüpi diabeediga patsientidele, et taastada insuliini tootmine. Praeguses etapis ehitab Rogers ja tema meeskond kõhunääret kirurgilisest käsnast, kuid Rogers tunnistab, et pankrease valmistamine on keeruline. "Praegu on meie eesmärk ravida aasta või kaks," ütleb Rogers.

Ainus esmane organ, mis patsiendile edukalt siirdati, on laboris kasvatatud hingetoru, mis on loodud karkassil kasvanud tüvirakkudest. Tüvirakud võeti patsiendi luuüdist ja implanteeriti karkassile, mis loodi annetatud hingetoru eemaldamisel selle rakkudest. Ühendkuningriigis asuvale patsiendile, kes sai haruldase tuberkuloosivormi tõttu hingetoru kahjustusi, siirdati kolme tolli pikkune laboris kasvatatud hingetoru. Samuti siirdati kaheaastasele tüdrukule laboris kasvatatud hingetoru, mis tehti plastikkiududest ja tema enda tüvirakkudest. Kahjuks suri ta kolm kuud pärast operatsiooni.

Kas see on praktiline?

Kui see saab reaalsuseks, siis kui kaua kulub luu, kõhunäärme või käe uuesti kasvatamiseks? Mõned skeptikud väidavad, et uue elundi kasvatamine võtab mitu aastat ning on seetõttu aeganõudev ja ebapraktiline. David M. Gardiner, California-Irvine'i ülikooli arengu- ja rakubioloogia professor, kes on jäsemete regenereerimise uurimisprogrammi juhtivteadur, ei nõustu sellega. "Regenereerimiseks peate struktureerima. Fibroblastid – teatud tüüpi rakud, mis moodustavad koe raamistiku – koostavad kavandi. Arvan, et pikemas perspektiivis suudame taastuda, kuid selleks peame välja mõtlema teabevõrgust välja."

Kui öelda, et see juhtub, siis annab inimestele lootusetu unistuse. "Me võime ette kujutada teadmiste kasutamist elundite või kudede kasvu soodustamiseks," Elly Tanaka, kes uurib Saksamaal Max Plancki Instituudis salamandrite regenereerimist. "Kuid on ohtlik öelda:" Jah, me eeldame jäseme taastamist.

Kas peaksime selle uurimist jätkama?

Peamine küsimus on: "Kas me peaksime jätkama inimese regeneratsiooni uurimist? Kas see oleks funktsionaalne?" Kuigi paljud teadlased on optimistlikud ja valmis pingutama, tuleb projekti rahastamise küsimus läbi mõelda. Muneoka ütles, et edasised edusammud sõltuvad sellest, kui palju oleme valmis kulutama, et inimeste taastumine saaks reaalsuseks. "See on pühendumise küsimus, kas see on inimesel võimalik või mitte," ütles Muneoka. "Keegi peab seda uurimistööd rahastama"