Аксолотлі, мексиканські саламандри, володіють надзвичайними регенеративними здібностями, відрощуючи цілі кінцівки, органи і навіть частини свого мозку, пропонуючи розуміння потенційних досягнень у лікуванні людей.
Аксолотлі захоплюють біологів понад століття завдяки своїй здатності ідеально регенерувати втрачені частини тіла. Нещодавнє дослідження в Nature показує, що клітини аксолотля мають «позиційну пам'ять», яка направляє відрощування. Ця пам'ять дозволяє клітинам запам'ятовувати своє розташування в тілі та відновлювати відсутні структури без шрамів або невідповідних форм.
Клітини діють так, ніби мають внутрішній GPS, знаючи своє розташування вздовж осей тіла. Коли кінцівка втрачається, клітини біля рани розмножуються, утворюючи бластему, структуру, де клітини змішуються і запам'ятовують свої початкові позиції. Ця точна позиційна пам'ять дозволяє клітинам безперешкодно відрощувати відсутню кінцівку.
Дослідження підкреслює роль гена під назвою Hand2 і сигнального білка під назвою Sonic hedgehog у підтримці цієї позиційної пам'яті. Клітини на задній стороні кінцівки виробляють Hand2, який активує Sonic hedgehog при травмі. Sonic hedgehog підсилює Hand2, закріплюючи ідентичність клітин.
Вчені змогли «зламати» цю систему, піддавши клітини передньої сторони впливу Sonic hedgehog, змусивши їх прийняти ідентичність задньої сторони. Навіть після того, як кінцівка відросла, ці перепрограмовані клітини зберегли свою нову ідентичність через численні регенерації. Це переписування клітинної пам'яті працює надійніше спереду назад, явище, яке називається «заднім домінуванням».
Розуміння позиційної пам'яті може революціонізувати загоєння ран і тканинну інженерію, дозволяючи лікарям вирощувати замінні тканини, які ідеально відповідають їхньому оточенню. Це може призвести до загоєння без шрамів, точного відновлення складних ран і регенерації втрачених тканин з належною інтеграцією в системи організму.
Це дослідження кидає виклик нашому розумінню пам'яті, показуючи, що клітини по всьому тілу зберігають спогади, закодовані в генах і білках. Ці клітинні спогади можна редагувати, пропонуючи нові можливості для регенеративної медицини. Дослідження також пов'язує ранній розвиток з регенерацією дорослих, показуючи, як ті самі молекулярні схеми перепрофілюються для відрощування кінцівок.
Аксолотлі, хоча й знаходяться під загрозою у своїх природних середовищах, продовжують бути безцінними для розуміння регенерації. Їхня здатність відбудовувати себе з точністю пропонує цінні уроки для розкриття людського регенеративного потенціалу. Це дослідження наближає нас до революції в загоєнні ран і тканинній інженерії, надаючи пересадженим клітинам точні інструкції щодо їхньої ролі та розташування.