211service.com
Kippenvleugels regenereren
Salamanders en zebravissen kunnen nieuwe ledematen en vinnen krijgen, maar als je je eigen vinger afhakt, groeit hij niet meer terug. Nu zijn onderzoekers in San Diego in staat geweest om vleugels te regenereren in kippenembryo's, die normaal geen nieuwe ledematen kunnen laten groeien. De bevindingen brengen wetenschappers een stap dichter bij het begrijpen hoe regeneratieve krachten bij mensen kunnen worden opgewekt.
Regeneratie omvat waarschijnlijk een combinatie van factoren, zegt Stephen Badylak , een wetenschapper aan het McGowan Institute for Regenerative Medicine, in Pittsburgh, PA, die niet betrokken is bij het onderzoek. Als we de belangrijkste kunnen identificeren en samenvoegen, kunnen we waarschijnlijk regeneratie induceren.
Wanneer een salamander een been verliest, bedekken gespecialiseerde epitheelcellen de wond en vormen zo een meerlagige structuur. Deze cellen triggeren vervolgens de spier-, zenuw- en bindweefselcellen eronder om te dedifferentiëren (in wezen verliezen ze de gespecialiseerde kenmerken die ze tot een neuron of spiercel maken), delen en vormen een bal van stamcelachtige cellen. De bal van cellen begint zich te ontwikkelen zoals een normaal ledemaat dat doet, waarbij nieuwe spieren en botten worden gevormd om een geheel nieuw ledemaat te produceren.
Hoewel veel dieren dit vermogen hebben - binnen het dierenrijk kunnen meer soorten ledematen regenereren dan niet - hebben zoogdieren het grotendeels verloren. Om redenen die nog niet duidelijk zijn, vormen ze in plaats daarvan littekens wanneer ze gewond zijn. Maar veel ontwikkelingsbiologen geloven dat als ze het regeneratieproces kunnen begrijpen, ze het bij mensen kunnen induceren. Het proces kan mogelijk beschadigd weefsel herstellen, zoals in de hartspier na een hartaanval, of zelfs de groei van nieuwe ledematen stimuleren.
Onderzoekers hebben nu een genetische aan-schakelaar geïdentificeerd die regeneratie veroorzaakt in ontwikkelingsstadia wanneer het dier normaal gesproken de capaciteit niet heeft. Yasuhiko Kawakami en collega's van het Salk Institute for Biological Studies, in La Jolla, CA, voerden experimenten uit bij kippen en kikkers waarbij ze een reeks genen overactiveerden, de Wnt-route, waarvan bekend is dat ze betrokken zijn bij de reguliere ontwikkeling en waarvan wordt gedacht dat ze betrokken zijn bij regeneratie. Toen de genen werden aangezet in kippenembryo's waarvan de ontwikkelende vleugels waren verwijderd, veroorzaakte de actie de groei van een nieuw ledemaat. Bij kikkers, die ledematen kunnen regenereren als ze kikkervisjes zijn, maar niet als volwassenen, verlengde het activeren van de genen de periode dat kikkervisjes konden regenereren.
We denken dat het beheersen van de activiteit van Wnt het potentieel heeft om weefsel te laten regenereren dat normaal niet regenereert, zegt Kawakami, een ontwikkelingsbioloog die het onderzoek uitvoerde met Juan Carlos Izpisua Belmonte , ook aan de Salk.
Kawakami waarschuwt dat zowel de timing als de duur van genexpressie cruciaal zijn. Als de genen te lang werden aangezet, ontwikkelden zich abnormale ledematen. En als de genen te laat in de ontwikkeling tot expressie kwamen, konden nieuwe ledematen niet groeien.
Experts zeggen dat de bevindingen opwindend zijn, maar ze waarschuwen dat er nog veel moet gebeuren voordat nieuwe ledematen bij zoogdieren kunnen worden gekweekt. De onderzoeken vonden plaats bij dieren die zich nog in ontwikkeling zijn, van wie de cellen waarschijnlijk veel flexibeler zijn als het gaat om het induceren van regeneratie, zegt Hans-Georg Simon , een ontwikkelingsbioloog aan de Northwestern University in Chicago, die de regeneratie van ledematen en hart bestudeert. Zelfs zoogdieren, inclusief mensen, vertonen een aantal regeneratieve vermogens. Onder bepaalde omstandigheden kunnen kinderen vanaf vijf jaar een nieuwe vingertop krijgen als de wond correct wordt behandeld. Maar dat vermogen gaat verloren naarmate we ouder worden.
Deze weg is ongetwijfeld een kritieke, zegt Simon. Maar er zijn waarschijnlijk andere onbekende factoren nodig om volwassen, volledig gedifferentieerd weefsel te reactiveren om een nieuwe structuur te reconstrueren.
Badylak voegt eraan toe dat regeneratie bij zoogdieren waarschijnlijk remming van onze normale immuunrespons vereist, die ontsteking op de plaats van een wond veroorzaakt. Geen van de dieren die ledematen kunnen regenereren, vertoont dit type immuunrespons.