Σάββατο 26 Απρίλη 2008 - Κυριακή 27 Απρίλη 2008
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
Σελίδα 5
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
ΠΟΙΚΙΛΗΣ ΥΛΗΣ - ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Ενδείξεις για δυνατότητα αναγέννησης κομμένων ανθρώπινων άκρων

Ο Λι Σπίβακ είχε χάσει 2,5 εκατοστά από το άκρο του μεσαίου δακτύλου του χεριού του, από μια απροσεξία στο χόμπι του αερομοντελισμού. Στη φωτογραφία το δάχτυλο έχει αναπτυχθεί και πάλι πλήρως. Στο τραύμα του ακολουθήθηκε αγωγή με σκόνη ειδικής πρωτεΐνης, που βοήθησε στην αναγέννηση λειτουργώντας ως ικρίωμα για τους νέους ιστούς.
Ο Λι Σπίβακ είχε χάσει 2,5 εκατοστά από το άκρο του μεσαίου δακτύλου του χεριού του, από μια απροσεξία στο χόμπι του αερομοντελισμού. Στη φωτογραφία το δάχτυλο έχει αναπτυχθεί και πάλι πλήρως. Στο τραύμα του ακολουθήθηκε αγωγή με σκόνη ειδικής πρωτεΐνης, που βοήθησε στην αναγέννηση λειτουργώντας ως ικρίωμα για τους νέους ιστούς.
Τα άκρα μιας σαλαμάνδρας είναι σαφώς μικρότερα και λιγότερο πολύπλοκα από ενός ανθρώπου, αλλά πέρα απ' αυτό δε διαφέρουν και τόσο πολύ. Το άκρο της σαλαμάνδρας περιβάλλεται από δέρμα, μέσα στο οποίο βρίσκονται οστά, μύες, σύνδεσμοι, τένοντες, νεύρα και αιμοφόρα αγγεία. Μια χαλαρή διάταξη κυττάρων που λέγονται ινοβλάστες συγκρατεί σε μια ενότητα όλους αυτούς τους εσωτερικούς ιστούς και δίνει στο άκρο το σχήμα του.

Ωστόσο, η σαλαμάνδρα είναι το μοναδικό σπονδυλωτό που μπορεί να αναγεννήσει ένα άκρο του από το τμήμα που απομένει στο σώμα της ύστερα από ακρωτηριασμό. Μια ενήλικη σαλαμάνδρα μπορεί να αναγεννήσει ένα χαμένο μπροστινό ή πίσω πόδι πάλι και πάλι, ανεξάρτητα από το πόσες φορές ακρωτηριάστηκε. Οι βάτραχοι μπορούν να επανοικοδομήσουν ένα άκρο στο στάδιο του γυρίνου, αλλά χάνουν αυτή τους την ικανότητα όταν ενηλικιωθούν. Ακόμα και τα έμβρυα των θηλαστικών έχουν κατά ένα μέρος την ικανότητα αναγέννησης, αλλά τη χάνουν πολύ πριν γεννηθούν. Στην πραγματικότητα, αυτή η τάση μείωσης της ικανότητας αναγέννησης των άκρων καθώς αναπτύσσεται ένας οργανισμός αντανακλάται στην εξέλιξη των ανώτερων ζωικών μορφών, αφήνοντας την «ταπεινή» σαλαμάνδρα ως το μόνο σπονδυλωτό που παραμένει ικανό να αναπτύσσει εκ νέου σύνθετα τμήματα του σώματος καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής του.

Κρίσιμα ερωτήματα

Πώς το αναγεννώμενο τμήμα του άκρου της σαλαμάνδρας «γνωρίζει» πόσο μέρος του άκρου λείπει και χρειάζεται να αντικατασταθεί; Γιατί το δέρμα στο εναπομένον τμήμα δε δημιουργεί ουλώδη ιστό, για να σφραγίσει την πληγή, όπως συμβαίνει σε ανάλογες περιπτώσεις στους ανθρώπους; Πώς μπορούν οι ιστοί της ενήλικης σαλαμάνδρας να διατηρούν το εμβρυϊκό τους δυναμικό που τους επιτρέπει να οικοδομούν ολόκληρο άκρο εκ του μηδενός, όχι μια αλλά πολλές φορές; Τον τελευταίο καιρό, οι βιολόγοι πλησιάζουν σε απαντήσεις σε πολλά απ' αυτά τα ερωτήματα. Αν μπορέσουμε να καταλάβουμε πώς λειτουργεί η αναγέννηση στη φύση, ίσως μπορέσουμε να πυροδοτήσουμε την ίδια διαδικασία και στους ανθρώπους που έχουν χάσει μέλη του σώματός τους, αλλά και να μεταμορφώσουμε τον τρόπο επούλωσης άλλων σημαντικών τραυμάτων.

Ο αυξητικός παράγοντας BMP4 (μοβ χρωματισμός) που παράγεται στο πόδι του ποντικιού στην εμβρυϊκή φάση ανάπτυξης των δακτύλων, είναι επίσης ουσιώδης για τη φυσική αναγέννηση των ακροδάχτυλων στα ενήλικα ποντίκια
Ο αυξητικός παράγοντας BMP4 (μοβ χρωματισμός) που παράγεται στο πόδι του ποντικιού στην εμβρυϊκή φάση ανάπτυξης των δακτύλων, είναι επίσης ουσιώδης για τη φυσική αναγέννηση των ακροδάχτυλων στα ενήλικα ποντίκια
Οι αρχικές αντιδράσεις του ανθρώπινου σώματος σε τέτοιους σοβαρούς τραυματισμούς δε διαφέρουν και πολύ από εκείνους της σαλαμάνδρας, αλλά λίγο μετά οι στρατηγικές επούλωσης της πληγής των ανθρώπων και των αμφιβίων αποκλίνουν. Η δικιά μας καταλήγει σε ουλώδη ιστό και ενσαρκώνει την αποτυχία της διαδικασίας αναγέννησης, αλλά πολλές ενδείξεις υποδηλώνουν ότι ο άνθρωπος έχει δυνατότητες να επανοικοδομήσει σύνθετα μέρη του σώματός του. Το κλειδί, για να πετύχει αυτό, είναι να αντλήσουμε από τις λανθάνουσες ικανότητες του οργανισμού μας έτσι ώστε η διαδικασία επούλωσης των πληγών μας να μοιάσει με της σαλαμάνδρας. Γι' αυτό ακριβώς η έρευνα επικεντρώθηκε πρώτα στις σαλαμάνδρες.

Οδηγός η σαλαμάνδρα

Οταν το μικροσκοπικό πόδι της σαλαμάνδρας ακρωτηριαστεί, τα αιμοφόρα αγγεία στο εναπομένον τμήμα συστέλλονται γρήγορα, ώστε να περιοριστεί η αιμορραγία. Σύντομα ένα στρώμα δερματικών κυττάρων καλύπτει την περιοχή του ακρωτηριασμού. Κατά τη διάρκεια των πρώτων ημερών μετά τον τραυματισμό, αυτή η επιδερμίδα πληγής μετασχηματίζεται σε ακραίο επιθηλιακό πώμα, ένα στρώμα κυττάρων που στέλνουν βιοχημικά σήματα απαραίτητα για την επιτυχή αναγέννηση. Στο μεταξύ, οι ινοβλάστες αποκολλώνται από το δίκτυο του συνεκτικού ιστού και μεταναστεύουν προς την επιφάνεια του ακρωτηριασμένου μέλους, για να συναντηθούν τελικά στο κέντρο της πληγής. Εκεί πολλαπλασιάζονται δημιουργώντας το βλάστημα, ένα συσσωμάτωμα από κύτταρα παρόμοια με τα βλαστοκύτταρα, που εξυπηρετούν ως γεννήτορες του νέου άκρου.

Παλιότερες μελέτες είχαν δείξει ότι τα κύτταρα στο βλάστημα είναι ισοδύναμα με τα κύτταρα στο αναπτυσσόμενο άκρο του εμβρύου της σαλαμάνδρας. Αυτή η ανακάλυψη υποδήλωνε ότι η κατασκευή ενός άκρου από το βλάστημα είναι κατά βάση η επανάληψη του σχηματισμού του άκρου που συνέβη κατά την αρχική διαδικασία ανάπτυξης του οργανισμού. Σημαντική συνέπεια αυτού του συμπεράσματος είναι ότι και στις δύο περιπτώσεις εμπλέκεται το ίδιο γενετικό πρόγραμμα και αφού και οι άνθρωποι αναπτύσσουν τα άκρα τους ως έμβρυα, θα πρέπει και ως ενήλικες να διαθέτουν τον απαραίτητο γενετικό προγραμματισμό για την αναγέννηση άκρων. Ετσι, το πρόβλημα επικεντρώθηκε στο πώς θα γίνει δυνατή η ανάπτυξη βλαστήματος στο εναπομένον τμήμα ενός ακρωτηριασμένου ανθρώπινου μέλους.

Ακρα κατά παραγγελία

Οι ερευνητές πειραματίστηκαν με πληγές στα πόδια της σαλαμάνδρας που κανονικά επουλώνονται με ουλώδη ιστό όπως στους ανθρώπους. Διαπίστωσαν ότι αν ανακατεύθυναν ένα νεύρο στο σημείο της πληγής, τότε αναπτυσσόταν βλάστημα. Ομως το βλάστημα αυτό δεν ακολουθούσε τα υπόλοιπα στάδια ανάπτυξης ποδιού. Ελειπε ένα ακόμα συστατικό. Το κλειδί ήταν να μεταμοσχευτεί ένα τμήμα του δέρματος από την περιοχή του ποδιού απέναντι από την πληγή. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα να εμπλακούν στη διαδικασία της επούλωσης και οι ινοβλάστες από τις απέναντι περιοχές του άκρου. Το πόδι που αναπτυσσόταν ήταν φυσικά σε λάθος θέση, ωστόσο ήταν ανατομικά κανονικό.

Μετά απ' αυτές τις ανακαλύψεις οι ερευνητές επικέντρωσαν στο ρόλο που παίζουν τα επιμέρους συστατικά αυτής της διαδικασίας αναγέννησης και στους βιοχημικούς παράγοντες που επηρεάζουν τη λειτουργία του καθενός. Διαπιστώθηκε ότι για να γίνει κανονική ανάπτυξη του άκρου πρέπει όλα τα κύτταρα και ιδιαίτερα οι ινοβλάστες να «γνωρίζουν» τη θέση μέσα στο άκρο στην οποία βρίσκονται. Τα σχετικά χημικά σήματα παρέχουν συγκεκριμένα γονίδια.

Τώρα οι επιστήμονες προσπαθούν να εφαρμόσουν τη γνώση που απέκτησαν μελετώντας τις σαλαμάνδρες σε απλά θηλαστικά, όπως τα ποντίκια. Αν καταφέρουν να δημιουργήσουν βλάστημα στο ακρωτηριασμένο δάχτυλο ενός ποντικού και εξωθήσουν το βλάστημα να αναπτύξει το πλήρες δάχτυλο, μαζί με τις αρθρώσεις που είναι από τις πιο πολύπλοκες σκελετικές δομές, τότε θα έχουν κάνει ένα μεγάλο βήμα προς την αναγέννηση ενός πέλματος και γιατί όχι και ενός ολόκληρου ποδιού. Τις ελπίδες για εφαρμογή μιας τέτοιας μεθόδου και σε ανθρώπους ενίσχυσε η πρόσφατη ανακάλυψη ότι και οι ινοβλάστες του ανθρώπου διατηρούν «μνήμη» της αρχικής τους θέσης κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη, το ίδιο όπως και οι ινοβλάστες της σαλαμάνδρας.


Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»


Κορυφή σελίδας
Ευρωεκλογές Ιούνη 2024
Μνημεία & Μουσεία Αγώνων του Λαού
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ