Un singur „comutator genetic” activat relansează regenerarea țesuturilor la șoareci, o descoperire care ar putea deschide noi fronturi în medicina regenerativă.
O echipă de cercetători de la Institutul Național de Științe Biologice din Beijing (China) a descoperit că activarea unei singure gene „inactive” reîncepe regenerarea țesuturilor la șoareci; mai exact, le permite acestora să refacă structuri complexe de țesut în ureche.
La anumite vertebrate, cum ar fi salamandrele sau peștii, regenerarea reprezintă o abilitate impresionantă: membrele pierdute pot fi refăcute, inimile sau ochii pot fi reparați, chiar și leziuni severe ale măduvei spinării pot fi vindecate. Deși mamiferele dispun doar ocazional de această capacitate, există exemple notabile: coarnele cerbilor și caprelor sunt forme de regenerare activă, șoarecii pot reconstitui vârfurile degetelor, iar ficatul uman se poate regenera aproape complet după pierderea a 70% din țesut.
În cele mai multe cazuri, însă, mamiferele par să fi înlocuit această capacitate ancestrală cu un răspuns mai rapid: cicatrizarea. Acest compromis favorizează supraviețuirea imediată, prin închiderea rapidă a rănilor, dar în detrimentul regenerării reale.
Gena care reînvie regenerarea țesuturilor la șoareci
Cercetări anterioare au demonstrat că anumite tulpini de șoareci Murphy Roths Large pot regenera spontan găuri de 2 mm în ureche, fără cicatrice. Aceste animale pot reconstrui cartilajul, pielea, foliculii de păr și chiar fibrele nervoase, o abilitate întâlnită și la iepuri. Acest lucru sugerează că capacitatea de regenerare a fost prezentă la un strămoș comun, iar câteva specii, cum ar fi iepurii, au păstrat-o.
Iepurii și șoarecii împărtășesc un strămoș comun ce a trăit în urmă cu aproximativ 90 de milioane de ani, după separarea de linia care a dat naștere primatelor și, implicit, oamenilor. Pe parcursul milioanelor de ani, evoluția a conservat genele implicate în regenerare, însă le-a „modificat” modul de activare, ceea ce a dus la pierderea acestei capacități la majoritatea rozătoarelor, cu excepții notabile.
În studiul publicat în Science, cercetătorii au comparat genomul mamiferelor regeneratoare (precum iepurii, caprele și șoarecii țepoși) și al celor care nu se regenerează (șoareci de laborator și șobolani).
Examinând procesul de regenerare a țesutului urechii, echipa a folosit tehnologii avansate (secvențiere ARN la nivel de celulă unică, profilare spațială, ChIP-seq, ATAC-seq și Micro-C) pentru a observa comportamentul fibroblastelor, celulele-cheie implicate în regenerare.
Ce au relevat experimentele de laborator?
Rezultatele au demonstrat că, deși și șoarecii formează structuri inițiale de tip blastemă (precursori ai regenerării), aceștia nu reușesc să depășească această etapă, generând cicatrici ușoare în loc de regenerare completă.
Un factor esențial identificat în diferențele genetice dintre iepuri și șoareci a fost o enzimă denumită Aldh1a2, responsabilă pentru producerea acidului retinoic din retinaldehidă. La iepuri, nivelurile crescute de acid retinoic precede regenerarea. Deși șoarecii produc aceeași enzimă, nivelurile sunt insuficiente pentru a iniția procesul.
Experimentele au arătat că suplimentarea directă cu acid retinoic (nu cu precursorul său, retinolul) poate reactiva regenerarea cartilajului și a altor structuri ale urechii, atât la șoareci, cât și la șobolani. Invers,
