Znamy komórki uczestniczące w regeneracji tkanek
Grzebień nerwowy to grupa komórek, które powstają na wczesnym etapie rozwoju zarodka. Zapoczątkowują zróżnicowaną linię komórkową, która stanowi źródło chrząstek, kości, mięśni oraz neuronów. „Grzebień nerwowy to grupa komórek występująca wyłącznie u kręgowców”, wyjaśnia Jan Stundl, jeden z badaczy uczestniczących w projekcie Heart2019, obecnie zatrudniony przez Kalifornijski Instytut Technologiczny w Stanach Zjednoczonych. „Grzebień nerwowy to zarazem przyczyna sukcesu naszego gatunku. To dzięki niemu mamy na przykład zęby. Ta grupa komórek odgrywa pewną rolę w rozwoju niemal każdej części naszego ciała”.
Analizy grzebienia nerwowego i jego wpływu na serce
Projekt Heart2019, którego koordynatorem był Uniwersytet Południowoczeski w Czeskich Budziejowicach, a realizację sfinansowano ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie”, koncentrował się na konkretnym obszarze grzebienia nerwowego, odpowiadającego za serce. Na wczesnym etapie rozwoju organizmu komórki grzebienia migrują do serca i odgrywają kluczową rolę w tworzeniu mięśnia sercowego. Badacze projektu wzięli pod uwagę nowatorskie badania, których wyniki wskazały, że komórki grzebienia nerwowego mogą być odpowiedzialne także za regenerację serca. „Badając danio pręgowanego, czyli popularny organizm modelowy wykorzystywany w badaniach w dziedzinie biologii rozwojowej, badacze laboratorium Bronner odkryli, że komórki grzebienia nerwowego rzeczywiście przyczyniają się do regeneracji serca”, mówi Stundl. „Komórki grzebienia nerwowego ulegają reaktywacji i pomagają w tworzeniu mięśnia sercowego”.
Komórki regenerujące serce
Główną zagadką, której rozwiązania poszukiwali badacze skupieni wokół projektu Heart2019, było to, czy zjawisko regeneracji występuje wyłącznie u danio pręgowanego, czy można je zaobserwować także u innych kręgowców. Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy przyjrzeli się trzem innym gatunkom kręgowców. Na listę trafił jesiotr, czyli ryba zbliżona do przodków sprzed milionów lat, a także minóg morski, czyli pasożytniczy bezżuchwowiec, stosunkowo prymitywny w porównaniu z kręgowcami posiadającymi żuchwę. Badacze zbadali też salamandry - płazy, które posiadają umiejętność odtwarzania utraconych kończyn i innych części ciała. Zespół skupił się na badaniu młodych osobników, zbierając próbki tkanek serca w różnych stadiach rozwoju. Zgromadzone w ten sposób dane zostały zestawione w celu sprawdzenia, czy istnieją wspólne elementy procesu regeneracji. „Udało nam się ustalić, że grzebień nerwowy zdecydowanie stanowi element procesu regeneracji serca jesiotra”, wyjaśnia Stundl. „Najbardziej interesującym odkryciem było wskazanie rodzajów komórek pochodzących z grzebienia nerwowego, istotnych z punktu widzenia regeneracji serca”. Jak wyjaśnia Stundl, nerwy obwodowe są zwykle pokryte tak zwanymi komórkami Schwanna. Źródłem tych komórek jest grzebień nerwowy. To właśnie one są reaktywowane i różnicują się w celu regeneracji tkanek. Badacze odkryli, że komórki te odpowiadają nie tylko za regenerację serca, ale także innych tkanek.
Rozwój wiedzy na temat ewolucji
Kluczowym odkryciem dokonanym przez badaczy jest fakt, że niektóre procesy są wspólne dla różnych grup kręgowców. Rezultaty tych prac rzucają nowe światło nie tylko na proces regeneracji tkanek, ale także na zagadnienie ewolucji. Jak zauważa Stundl, że złożone organizmy, w tym ludzie, tracą zdolność do regeneracji, dlatego też badanie mniej złożonych kręgowców jest tak istotne z punktu widzenia zrozumienia zdolności do regeneracji tkanek. „Jedną z najpiękniejszych sytuacji w badaniach podstawowych jest chwila dokonania nieoczekiwanego odkrycia”, zauważa badacz. „W tej chwili wykorzystanie wyników naszych badań w praktyce klinicznej jest pieśnią przyszłości, jednak jak wszyscy wiemy, nie jesteśmy w stanie przewidzieć, co przyniosą nadchodzące lata”.
Słowa kluczowe
Heart2019, komórki, regeneracja, terapia, grzebień nerwowy, serce, sercowe