Волшебство регенерации

Периодически меня посещают мысли о том, как бы было чудесно, если б у человека отрастали утраченные части тела. Если угодно — органы. Только представьте: с большим аппетитом уплетаете орешки, и сломался зуб. Незадача. Как гласит знаменитый анекдот, если раньше мышка приносила за старый зуб монетку и дарила новый, то сейчас за тот же новый выставляет такой счёт, что проще вставить искусственную челюсть.

А если бы человек мог самовосстанавливаться? Никаких проблем! Помучиться какое-то время, и оп! Уже счастливый владелец нового зуба, целого и невредимого. Про более серьезные случаи, в которых фигурирует производственная травма или нечто подобное, а результатом становится утрата рук или ног, я уже не говорю. Невольно завидуешь ящерицам и другим земноводным, которые свободно восстанавливают потерянные части тела. Но увы — пока что человечеству приходится тоскливо смотреть на регенерацию некоторых животных со стороны, а учёным — предаваться кропотливым исследованиям.

Что такое регенерация? По сути, это саморемонт организма. В буквальном переводе с латинского регенерация означает “возрождение”, “возобновление”. Организм либо восстанавливает утраченные/утерянные органы, либо сам восстанавливается из некоторой части. Человек не совсем обижен природой в этом плане: в разной степени регенерация присуща абсолютно всем живым организмам на планете. Но нам с вами досталась крошечная часть: вместо старой кожи появляется новая, растут волосы и ногти, обновляется кровь, заживают раны и ожоги, срастаются кости. Если поразмыслить, то и на том спасибо: даже без этой толики нам было бы гораздо сложнее не просто жить, а вообще сохраниться как вид. И этой толикой мы обязаны как раз тому, что мы — люди. Дарвин считал, что чем сложнее устроен организм, тем ниже его способность к регенерации. Это же относится к возрасту: чем живое существо старше, тем хуже восстанавливается.

Как выбрать?

Когда-то, классе в пятом, мальчишки притаскивали в школу живых ящериц и продавали их по 50 копеек. Одноклассница купила одну, назвала Фиалкой, и та какое-то время жила в трёхлитровой банке, уложенной на бок и выстеленной листьями и травой. Долго жила, пока кому-то из семьи не захотелось вытащить ее и подержать в руках. Фиалка долго не давалась, и в итоге у незадачливого ловца в руках остался только кусочек ящеркиного хвоста, а сама она благополучно учесала в родные пенаты. Подруга потом уверяла, что видела именно Фиалку (какая-то особая примета была), но уже с хвостом. Никто не верил до курса биологии.

Ящерицы — самый типичный, яркий и знакомый пример регенеративных свойств организма. В случае опасности (вот как с вылавливанием из банки — Фиалке-то откуда знать, что ее хотели просто погладить) ящерица отбрасывает хвост, за который её схватили, и буквально делает ноги. Через несколько недель она уже будет бегать с новеньким, а о досадном происшествии будет напоминать только светлая полоска на хвосте, которая со временем тоже исчезнет. Кстати, некоторые представители фауны, такие, как осьминоги, крабы, пауки и раки, тоже легко жертвуют конечностями во славу свободы, безопасности и жизни.

А червяк? Там сложно угадать, с какой стороны голова или хвост. Но точно установлено, что даже 1/200 часть способна восстановиться в нового червячка. Хотела бы я посмотреть на тех исследователей, которые шинковали червяка в капусту на благо науки, и считали отрезанные куски. Но факт налицо: каждый кусочек червяка может дать жизнь новой, независимой особи. Так-то.

А поведение морских огурцов? Эти вообще не поддаются здравому смыслу. Морские обитатели научились регенерировать внутренние органы! В случае опасности они выбрасывают их через естественное отверстие организма. Правда, непонятно, как потом засовывают обратно.

Млекопитающим такой уровень регенерации только снится. Иммунолог из Филадельфии, Элен Хебер-Кац, провела большую исследовательскую работу и экспериментально установила, что восстанавливать утраченные органы и части тела могут только те организмы, у которых отсутствуют Т-клетки. Если перевести исследования иммунолога с птичьего на человечий, то Т-клетки отвечают за наш иммунитет, и в то же время блокируют многие возможности регенерации. Хебер-Кац полагает, что на заре становления жизни на Земле все живое спокойно самовосстанавливалось в случае утери конечностей или органов. В разумных пределах, конечно. В их восстановлении одновременно участвовал и иммунитет, и собственно регенерация. Но со временем последние стали взаимоисключающими друг для друга, и достались существам, ведущим разный образ жизни. Земноводные лишены иммунитета — но у них есть регенерация. А мы — наоборот. Но для человека гораздо важнее наличие Т-клеток. Они участвуют в формировании иммунитета, и противостоят новообразованиям. Поэтому выбор между заново отросшими пальцами и развитием раковых клеток очевиден.

Путь в сторону регенерации

Но Хебер-Кац не собирается опускать руки, получив результаты первичных исследований. В ее лаборатории ведётся серьезная работа, которая уже приносит свои плоды. Так, отверстия в ушах лабораторных мышей, которые им прокалывают для идентификационных бирок, под руководством Элен зарастают без шрамов: их затягивает бластерма, из которой впоследствии образуется ткань восстанавливаемого органа. То же повторяли с пальцами, хвостами и некоторыми внутренними органами. Восстанавливалось все, кроме мозга. Помимо того, если клетки от экспериментальных мышек вживляли в остальных, то и они приобретали подобную способность. Результаты исследования показали, что за регенерацию у мышей отвечают примерно 10 генов. Они толком не изучены, но Хебер-Кац уверена — у человека есть нечто аналогичное.

Отрасти себе… себя

Регенерация у человека находится в весьма сонном состоянии, если сравнивать наши способности и возможности той же ящерицы. Но учёные ищут варианты ее полного пробуждения. Глава компании Ontogeny, Дорос Платика, считает, что для запуска этого механизма вовсе необязательно вдаваться в подробности и досконально его изучать. Клеточную память никто не отменял, и клетки должны помнить стадии формирования организма в материнской утробе.

Ontogeny ищет средство, которое “включит” регенерацию на полную мощь. Первая стадия поиска пройдена — создано средство ОР1. Оно используется для лечения переломов: если части костей невозможно соединить, то применяют этот фактор роста, который побуждает костную ткань восстанавливаться и тем самым заполнять нужные промежутки между осколками. Учёные верят, что подобное ОР1 средство можно создать и для других типов клеток: тогда вопрос с отращиванием конечностей можно считать решенным.

Но есть и обратная сторона медали. Не исключено, что если стимулировать к росту обычные клетки, то это затронет и раковые. Чем это обернется, и так понятно. Кроме того, есть ещё одна проблема — время. Когда зародыш развивается, вещества, отвечающие за его рост, практически моментально разносятся по крошечному тельцу. Со взрослым человеком такой номер не пройдет. В качестве возможного варианта исследователи рассматривают выращивание маленьких конечностей, и выращивание их во взрослом организме. Как говорил один книжный герой — хлопотно все это, но чем черт не шутит?

Кстати, примерно такая система существует у тритонов. На выращивание новой конечности им нужна всего пара месяцев. По некоторым прогнозам, человеку на ту же процедуру понадобится около 18 лет, но так считают не все учёные. Кто-то уверен, что механизм регенерации можно будет отточить до нескольких месяцев. Кто прав — узнаем достаточно скоро. Прогнозы пессимистов от отрасли гласят, что уже к 2025 году человек сможет восстанавливать утраченные части тела.