Большинство современных животных могут лишь с завистью наблюдать, как «водяные чудища» аксолотли отращивают полностью функциональные части тела вместо утраченных. Впрочем, возможно, когда-то такая способность появится и у других видов. В рамках нового исследования учёные из Университета Тафтса и Института биологической инженерии Висса при Гарвардском университете продемонстрировали инновационную технологию, позволившую регенерировать ампутированную конечность гладкой шпорцевой лягушки при помощи «коктейля» из пяти препаратов.

Животные способны неплохо восстанавливаться после травм, однако в подавляющем большинстве случаев эта способность не распространяется на утраченные конечности, структура которых слишком сложна, чтобы их можно было отрастить заново. Как правило, место повреждённой или утраченной части тела закрывается рубцовой тканью, которая защищает организм от потери крови и попадания инфекции. Впрочем, учёные уверены, что сверхспособность к регенерации может скрываться в глубине наших геномов. В конце концов, однажды нам всем уже приходилось проходить через непростой процесс по выращиванию конечностей и других сложных структур. По мнению исследователей, организм каждого живого существа в любом возрасте сохраняет своего рода «генетическую инструкцию» этого процесса. Так почему же не попробовать запустить его в организме зрелой особи?

Исследование учёных из Университета Тафтса и Института биологической инженерии Висса демонстрирует, что это всё же возможно. Биоинженеры разработали инновационную технику, которая позволила отрастить утраченную лапу гладкой шпорцевой лягушки – вида, не имеющего каких-либо нестандартных способностей к регенерации. Учёные провели ампутацию задней лапы нескольким лягушкам под наркозом, а затем поместили на культю силиконовый биореактор BioDome. Биореактор содержал смесь из пяти препаратов на основе геля из протеина шёлка. Этот «коктейль» имитировал амниотическую жидкость, которая окружает развивающийся эмбрион и обеспечивает его жизнедеятельность. По задумке исследователей, препараты в его составе должны были запустить процесс регенерации костной, нервной, мышечной и соединительной тканей, уменьшая воспаление и подавляя образование рубцовой ткани. BioDome оставили на культе на 24 часа.

На протяжении последующих 18 месяцев учёные наблюдали, как лягушки буквально на глазах отращивают практически полностью функциональные лапы. Новые конечности представляли собой сложную комбинацию здоровых тканей. Хотя за время наблюдения лягушки не успели регенерировать полноценные кости, исследователи не исключают, что им удалось бы сделать это за более длительный период. Тем не менее новые лапы с мышцами, кровеносными сосудами, нервами и пальчиками с перепонками на конце ступней позволяли лягушкам плавать и перемещаться по суше. Кроме того, они адекватно реагировали на сенсорные стимулы.

По словам исследователей, дальнейшее изучение лягушек показало, что в первые дни после помещения культи в «коктейль», имитирующий амниотическую жидкость, в тканях активировались молекулярные пути, которые лежат в основе развития эмбрионов. Один из авторов исследования Нироша Муруган выразила оптимизм её команды по поводу того, что даже краткосрочного применения тщательно подобранного «коктейля» препаратов оказалось достаточно, чтобы запустить многомесячный процесс регенерации. В дальнейшем биоинженеры планируют оптимизировать технологию, чтобы она гарантированно позволяла отращивать полноценные и функциональные конечности, а затем её действие будет необходимо проверить на млекопитающих. Учёные отмечают, что перспективность подобной методики заключается в том, что применение биореактора с «коктейлем» не является грубым вмешательством в организм, но инструментом для пробуждения уже имеющихся «генетических инструкций» по воссозданию структур тела.