O broască și-a recăpătat piciorul pierdut după ce oamenii de știință au folosit un bioreactor care conținea un amestec de cinci medicamente.

Acest nou studiu a fost publicat în revista Science Advances.

Cercetările de acest tip sunt abia la început, dar sugerează că această abordare nouă ar putea fi aplicată în anii și deceniile următoare oamenilor cu membre pierdute.

Vedetele studiului au fost broaștele africane cu gheare, o specie care nu își poate regenera în mod natural membrele.

O broască și-a recăpătat piciorul după un an și jumătate de la tratament

Cercetătorii de la Universitatea Tufts și Universitatea Harvard au declanșat procesul de regenerare latent al broaștelor prin includerea unui ciot recent amputat într-un capac de silicon care conține 5 compuși pro-regenerativi.

Fiecare medicament și-a îndeplinit propriul scop, inclusiv reducerea inflamației, inhibarea producției de colagen care ar duce la cicatrici și încurajarea noii creșteri a fibrelor nervoase, a vaselor de sânge și a mușchilor.

Broaștele au purtat bioreactorul de dispersie a medicamentelor în jurul piciorului posterior amputat timp de doar 24 de ore, iar progresul generării membrelor lor a fost monitorizat îndeaproape în următoarele 18 luni.

Broaștele care au primit tratamentul au experimentat creșteri pe termen lung în lungimea oaselor, modelarea țesuturilor moi și repararea neuromusculară. Noile lor membre aveau o structură osoasă similară cu osul unui membru natural, o completare mai bogată de țesuturi interne, inclusiv neuroni, și chiar niște „degete” la capătul membrului.

„Aceste broaște trăiesc doar sub apă, așa că înoată mai mult decât sar, dar comportamentul lor este asemănător cu cel al broaștelor normale. Această broască și-a recăpătat piciorul,  iar membrul avea un simț tactil normal, putea simți obiecte și putea fi folosit pentru a se deplasa foarte bine sub apă”, spune profesorul Mike Levin.

Noul tratament regenerativ ar putea fi folosit și la oameni

Lucrările anterioare ale echipei au arătat cât de semnificativă ar putea fi stimularea creșterii membrelor la broaște folosind un singur medicament, progesteron, cu BioDome. Cu toate acestea, acele membre au crescut ca un simplu ciot și nu au fost la fel de funcționale ca membrele crescute în noul studiu folosind cinci medicamente.

Alți oameni de știință au încercat în trecut regenerarea membrelor folosind o abordare care implică celule stem sau editarea genelor. Această nouă cercetare, totuși, adoptă o abordare total nouă prin utilizarea medicamentelor și a unui bioreactor. Cercetătorii cred că această abordare oferă multe beneficii, deoarece declanșează programele inerente de modelare anatomică care sunt latente în animal.

„Această lucrare arată că este posibil să fie indus un răspuns regenerativ la animalele care în mod normal nu îl au, fără a utiliza editarea genomică sau implanturi de celule stem”, explică profesorul Levin.

„Strategia noastră folosește un nou amestec de medicamente care nu a fost niciodată folosit înainte și, de asemenea, îl administrează prin intermediul unui bioreactor care poate fi purtat. Nu sunt introduse implanturi de celule stem sau gene străine, ca în alte abordări”, a continuat el.

„Scopul este de a valorifica capacitatea celulelor de a construi structuri complexe”

Doar câteva animale vertebrate sunt capabile de regenerare a membrelor, în special salamandrele și șopârlele. Deși nu există mamifere cunoscute care să își poată crește din nou membrele pierdute, unele sugerează că au puteri regenerative neexploatate, scrie IFL Science.

Oamenii, de exemplu, își pot crește ficatul înapoi într-o măsură incredibilă. Cercetătorii intenționează să testeze în continuare dacă noua lor tehnică funcționează pe mamifere, cu speranța de a vedea în cele din urmă dacă un amestec de medicamente bine reglat ar putea chiar declanșa regenerarea membrelor la oameni.

„Spre deosebire de unele dintre celelalte abordări, scopul aici este de a împinge celulele către programul de realizare a unui membru, nu de microgestionarea procesului cu imprimarea 3D cu celule stem sau ceva de genul. Ideea este să găsim un declanșator, nu să realizăm noi toate detaliile”, spune profesorul Mike Levin.

Acesta este motivul pentru care abordarea noastră are în mod unic 24 de ore de tratament urmate de peste un an de creștere: scopul este de a valorifica capacitatea celulelor de a construi structuri complexe”, a adăugat el, conform Descoperă.