Ген человека блокирует регенерацию у рыб-зебр

Регенеративная медицина в будущем может позволить врачам исправлять врождённые дефекты, восстанавливать повреждённые пальцы или даже лечить повреждённое сердце. Но для этого придётся преодолеть собственную противораковую защитную систему организма. Исследователи из UCSF обнаружили человеческий ген, который может быть ключевым посредником в этом компромиссе, блокируя как опухоли, так и здоровую регенерацию.

В исследовании, опубликованном 17 ноября 2015 года в журнале eLife, команда под руководством Джейсона Померанца показала новые доказательства того, что млекопитающие, возможно, отказались от способности регенерировать конечности частично в обмен на продвинутые гены, борющиеся с раком.

Добавление человеческого гена предотвращает отрастание плавника

Учёные исследовали, может ли ген Arf, появившийся относительно недавно в линии птиц и млекопитающих и отсутствующий у высокорегенеративных животных, играть роль в предотвращении регенерации тканей у людей.

Исследователи добавили человеческий ген ARF в геном рыб-зебр и оценили, как это повлияло на их нормальную способность отращивать повреждённые плавники. Оказалось, что:

• Человеческий ARF не влиял на нормальное развитие рыб или реакцию на поверхностные повреждения.
• Однако при ампутации кончика хвостового плавника ген сильно активировался и почти полностью предотвращал регенерацию, запуская консервативный путь блокировки опухолей.

«Похоже, ген принимает регенерирующие клетки плавника за потенциальные раковые клетки и немедленно вступает в действие, чтобы заблокировать этот процесс», — пояснил Померанц.

Регенерация человеческих тканей потребует баланса

Открытие предполагает, что будущие попытки стимулировать регенерацию у людей, вероятно, потребуют тщательно сбалансированного подавления этой противоопухолевой системы. Теоретически блокировка этого пути у людей могла бы:

• Улучшить способность выращивать модели органов из стволовых клеток в лаборатории.
• Ускорить восстановление пациентов после травм.
• Стать частью будущих антивозрастных терапий, поскольку супрессоры опухолей, как считается, играют роль в старении, ограничивая омолаживающий потенциал стволовых клеток.

Однако любые такие вмешательства будут сопряжены со значительным риском удаления важного «тормоза» для роста опухолей.

«Соотношение риска и пользы должно быть уместным. Например, существуют определённые врождённые заболевания, вызывающие настолько тяжёлые черепно-лицевые деформации, что риски такого лечения могут быть клинически оправданными», — отметил Померанц.

Исследование отражает новый подход к моделированию возможностей человеческой регенерации с использованием высокорегенеративных организмов, таких как рыба-зебра. Работа была поддержана грантами от Фонда Сандлера, Национального научного фонда (NSF) и Национальных институтов здоровья (NIH).