Новый ключ к тканевой регенерации: локальный поток ионов натрия восстанавливает нервы и мышцы

Натрий считается тем элементом, который вносит «плохой» вклад в развитие гипертонии и сердечно-сосудистых заболеваний. Но биологи из Школы искусств и наук (School of Arts and Sciences) Университета Тафтса (Tufts University) установили, что он играет главную роль в инициации регенерации тканей после тяжелых травм. Исследователи нашли способ восстановить поврежденный спинной мозг и мышцы, использовав для этого низкомолекулярные лекарственные вещества, способные направить ионы натрия в поврежденные клетки.

Разработанный ими подход открывает новые горизонты в области биомедицины, так как не требует использования генной терапии, может применяться после получения травмы и даже после заживления раны. Метод основан скорее на биоэлектрических, чем на химических процессах, протекающих в организме.

В статье, анонсированной на обложке сентябрьского номера журнала Neuroscience, ученые из Университета Тафтса сообщают, что для регенерации хвостов у головастиков Xenopus laevis, сложных анатомических образований, включающих в себя спинной мозг, мышцы и другие ткани, необходимо локальное увеличение количества ионов натрия.

Как и люди, у которых регенерация кончиков пальцев возможна только в детстве, эти головастики с возрастом теряют способность восстанавливать свои хвосты. Самое удивительное, что головастиков с удаленным хвостом можно «заставить» вернуть себе новый совершенный хвост всего за час лечения определенной смесью препаратов.

Открытие имеет огромное значение для лечения ран, полученных как в военных конфликтах, так и в результате несчастных случаев. Используемый метод предназначен непосредственным для восстановления спинного мозга и потерянных конечностей, что является крайне актуальной медицинской проблемой во всем мире. Он также демонстрирует доказательства самого принципа действия, что свидетельствует о том, что его можно применять для регенерации многих сложных органов и тканей.

«Мы значительно повысили эффективности лечения, показав, что даже после начала образования рубцовой ткани управление физиологическими сигналами все еще способно вызвать регенерацию. Искусственно создав приток ионов натрия всего на один час, можно решить множество проблем, таких как связанное с возрастом снижение способности к регенерации и эффект блокирующих ее препаратов», - говорит профессор кафедры биологии доктор философии Майкл Левин (Michael Levin), директор Центра регенеративной биологии и биологии развития (Center for Regenerative and Developmental Biology) Университета Тафтса.

Перенос ионов в клетку и обратно регулируется «электронными дверями безопасности», или каналами, которые пропускают определенные ионы при определенных условиях. Роль потока ионов натрия в тканевой регенерации уже была обозначена в прошлом, но это первый случай, когда дано молекулярно-генетическая обоснование механизма их действия и продемонстрирован метод лечения, основанный на конкретных препаратах. До сегодняшнего дня прогресс в этой модельной системе включал в себя обязательное назначение соответствующей терапии до получения травмы.

news.gradusnik.ru