07:39 2022-07-06
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Noi cercetări provoacă credințele de lungă durată despre regenerarea membrelor
_ Noi provocări de cercetare mult timp -convingerile păstrate despre regenerarea membrelor
Ken Muneoka nu este străin să perturbe câmpul regenerării; de exemplu, într-o publicație inovatoare din 2019 din Nature, profesorul Colegiului de Medicină Veterinară și Științe Biomedicale (CVMBS) al Universității Texas A&M a demonstrat pentru prima dată că regenerarea comună la mamifere este posibilă.
Acum, echipa sa contestă din nou alte credințe vechi de secole despre știința fundamentală a domeniului, de data aceasta legate de modul în care mamiferele ar putea regenera părțile deteriorate ale corpului.
La oameni, capacitatea naturală de a se regenera este limitată la țesuturi precum epiderma, stratul exterior al pielii și unele organe, cum ar fi ficatul.
Alte specii, în special salamandrele, au capacitatea de a regenera structuri complexe, cum ar fi oasele, articulațiile și chiar întregi. membrelor. Drept urmare, oamenii de știință au studiat aceste specii de mai bine de 200 de ani pentru a încerca să înțeleagă mecanismele din spatele regenerării membrelor, în speranța de a traduce într-o zi acele mecanisme pentru a induce o regenerare mai extinsă la oameni.
Această cercetare a avut loc. a condus la o credință comună că cea mai mare cheie pentru regenerarea membrelor este prezența nervilor.
Deși acest lucru poate fi adevărat pentru salamandre și alte specii, nu este cazul la mamifere, potrivit a două dintre Studiile publicate recent de Muneoka. Primul studiu, publicat anul trecut în Journal of Bone and Mineral Research, a stabilit că încărcarea mecanică (abilitatea de a aplica forță asupra sau cu o zonă afectată) este o cerință pentru mamifere. Al doilea, publicat la începutul acestui an în Developmental Biology, a stabilit că absența nervilor nu inhibă regenerarea.
Împreună, aceste descoperiri prezintă o schimbare considerabilă în gândirea modului în care regenerarea ar putea funcționa în medicina umană.< /p>
„Ceea ce arată aceste două studii contracarează dogma veche de două secole că ai nevoie de nervi pentru a te regenera”, a spus Muneoka. „Ceea ce îl înlocuiește la mamifere este că ai nevoie de încărcare mecanică, nu de nervi.”
Importanța încărcăturii mecanice
Oamenii de știință au crezut de mult timp că două lucruri trebuie să fie prezente într-o zonă afectată în pentru a induce regenerarea la mamifere. Primul sunt factorii de creștere, care sunt molecule care pot stimula celulele să regenereze și să reconstruiască părți ale corpului.
În regenerarea naturală, acești factori de creștere, care variază de la specie la specie și în funcție de zona în curs de regenerare, sunt produs de organism. Pentru regenerarea indusă de om, acești factori de creștere trebuie introduși în zonă.
Al doilea factor considerat necesar au fost nervii. Această credință a fost susținută de multe studii anterioare de regenerare a mamiferelor induse de om pe zone, de obicei vârfuri de cifre, fără nervi, în care membrele întregi nu mai erau, de asemenea, utilizabile.
Aceste studii ar avea rezultatul prezis, atunci când au fost introduși factori de creștere regenerarea nu a avut loc, ceea ce a condus la concluzia că, la fel ca la alte specii, nervii erau o cerință pentru regenerare.
Dar aspectul sarcinii mecanice a fost ignorat.
În studiile lor, Muneoka și colegii au decis să facă un pas înapoi și să pună întrebarea: „Este cu adevărat nervii sau lipsa sarcinii mecanice face parte și din ecuație?”
Connor Dolan, un fost student absolvent în laboratorul lui Muneoka și primul autor al ambelor noi studii (care acum lucrează la Centrul Medical Militar Național Walter Reed), a venit cu o modalitate de a testa cerințele de denervare la mamifere, care a fost inspirată de astronauți.
p> Tehnica, numită suspensie a membrelor posterioare, a fost folosită de NASA și alți oameni de știință f sau decenii pentru a testa modul în care mamiferele reacționează la mediile cu gravitație zero. Un proces similar este utilizat în timpul procedurilor medicale pe picioarele animalelor mari pentru a împiedica animalele să pună greutate pe membrele afectate.
„Dolan a descoperit că atunci când membrele erau suspendate, deși aveau încă mulți nervi și se puteau mișca, nu puteau exercita presiune asupra membrelor, astfel încât vârfurile cifrelor să nu se regenereze.” spuse Muneoka. „A inhibat complet regenerarea.”
De îndată ce sarcina mecanică revine, regenerarea este salvată.
„Nu se întâmplă absolut nimic în timpul suspensiei”, a spus Muneoka. „Dar odată ce sarcina revine, vor exista câteva săptămâni de întârziere, dar apoi vor începe să se regenereze.”
Acest prim pas a dovedit că, deși ar putea fi necesari nervi, încărcarea mecanică a fost o componentă critică a regenerării.
Din cercetarea cu un pas mai departe, a doua publicație a lui Dolan a arătat că nervii nu sunt necesari, demonstrând că, dacă un șoarece nu are nervi într-una dintre cifrele sale, dar are și în celelalte - deci că încă exercită forță asupra cifrei denervate — acea cifră se va regenera în continuare.
„El a descoperit că se regenerează puțin mai lent, dar s-au regenerat perfect normal”, a spus Muneoka.
Ramificațiile cercetării
Muneoka se grăbește să sublinieze că studiile lor nu spun că cercetările anterioare sunt greșite, ci doar că nu se aplică direct oamenilor.
" Au existat o serie de studii la salamandre care demonstrează că atunci când îndepărtezi nervii, ei nu se regenerează”, a spus Muneoka. „Cercetătorii au reușit, de asemenea, să introducă factori de creștere despre care știu că sunt produși de nervi în celule și să salveze regenerarea.
„Deci, salamandrele probabil au nevoie de nervi pentru a se regenera”, a spus el. „Dar dacă am „Vom regenera membrele la oameni, va fi mult mai asemănător cu ceea ce se întâmplă la șoareci.”
De când a început să se uite la regenerare în urmă cu mai bine de 20 de ani, o serie de idei ale lui Muneoka au împins înapoi împotriva teoriilor general acceptate despre regenerare. El a spus că publicarea acestor două lucrări a durat aproape trei ani, deoarece inițial au încercat să le trimită împreună.
„Mulți oameni de știință nu acceptă această idee”, a spus el. „Carierele multor oameni depind într-adevăr de studiile lor asupra nervilor și de modul în care aceștia afectează regenerarea. Pentru ca un studiu să spună că pentru oameni este puțin probabil să ai nevoie de nervi, întreaga aplicație biomedicală a ceea ce fac oamenii la salamandre și pești iese cam pe fereastră.”
Looking Down Drumul
Nervii care nu sunt necesari pentru regenerare la mamifere poate părea un punct academic. La urma urmei, ce rost ar avea să regenereze un membru dacă persoana nu l-ar putea simți sau nu l-ar putea controla pentru că avea fără nervi. În acest sens, nervii vor fi încă o parte importantă a puzzle-ului.
Din perspectiva lui Muneoka, schimbarea este că, în loc să se gândească la nervi ca o cerință pentru regenerare, nervii sunt o parte. a ceea ce trebuie regenerat.
Larry Suva, șeful Departamentului de Fiziologie și Farmacologie Veterinară (VTPP) al CVMBS, spune că problema este că nimeni nu se gândea la aspectul încărcăturii anterior.
„Gândiți-vă la o rănire prin explozie în care un soldat rămâne cu un ciot”, a spus Suva. „Nimeni, până la apariția acestei lucrări, nu a fost chiar așa. vorbind despre o cerință de la influențe mecanice. I-ai pus pe oameni să vadă că un animal denervat nu se regenerează și se gândesc că este pentru că nervul a fost tăiat, dar nimeni nu a studiat aspectul sarcinii mecanice.”
După cum spune Suva, știința este plină de oameni care caută acolo unde este cea mai bună lumină.
„Lucrez la oase, așa că atunci când văd o problemă, mă uit la problema osoasă”, a spus el. „Oamenii care lucrează la nervi, tot ce se uită la ei sunt nervii. Așa că este foarte rar ca cineva ca Dr. Muneoka să facă un pas înapoi și să aibă o viziune mai holistică.
„Asta a adus la această idee, la aceste date vechi de 200 de ani”, a spus Suva. . „Acum trebuie să privim regenerarea printr-o lentilă diferită, deoarece acum știm că influențele mecanice sunt extrem de importante”.
Unul dintre rezultatele cercetării care se concentrează pe nervi este că oamenii de știință au reușit să recreeze factorii de creștere pe care îi produc nervii, ceea ce a permis cercetătorilor să înceapă regenerarea la salamandre, chiar dacă nervii nu sunt prezenți. Suva a spus că, cu aceste noi descoperiri, oamenii de știință vor ști acum că trebuie să facă același lucru cu aspectul sarcinii mecanice dacă doresc să înceapă regenerarea la mamifere.
„Oamenii de știință au reușit deja să păcălească corpul în nervii gânditori sunt încă prezenți”, a spus el. „Dar acum știu că vor trebui să-l păcălească și să creadă că există o sarcină mecanică, ceva ce nu a mai fost făcut înainte.”
Deoarece celulele reacţionează diferit sub sarcină mecanică, cumva, acea sarcină este tradus biochimic în interiorul celulei.
„Există un număr mic de laboratoare care se uită la baza biochimică pentru ceea ce sarcina mecanică face unei celule”, a spus Muneoka. „Dacă am putea înțelege acel semnal biochimic, atunci poate că forța fizică a sarcinii mecanice poate fi înlocuită cu un fel de cocktail de molecule care vor crea aceleași semnale în celule.”
Sfârșitul drumului. spre regenerarea umană deplină poate fi încă un drum lung în viitor, dar Suva spune că acest tip de schimbare fundamentală a gândirii este un reper major pe acel drum.
„Regenerarea unui membru uman poate fi încă știință. ficțiune, dar știm câteva fapte despre ea, iar acum știm că trebuie să ai acea sarcină mecanică împreună cu factorii de creștere”, a spus el. „Aceasta schimbă modul în care viitorii oameni de știință și ingineri vor rezolva această problemă.
„Există încă o serie de probleme complexe de rezolvat înainte ca regenerarea întregii membre umane să fie posibilă, dar descoperirile Dr. Muneoka sunt importante. următorul pas pentru a ne asigura că rezolvăm problemele corecte."
Comentarii:
Adauga Comentariu