Саламандра, которая ест конечности своих братьев и сестер, может однажды помочь отрастить новую конечность вам

Аксолотль — улыбчивая мексиканская саламандра с перистыми жабрами. Она рождается вместе с сотнями братьев и сестер в единственном диком озере рядом с Мехико, где ресурсов на всех не хватает. Чтобы выжить, сильнейшие поедают конечности более слабых сородичей.

Но даже жертва такого насилия не теряет надежды. Через несколько месяцев она полностью отрастит новую конечность — с костями, мышцами, кожей и нервами.

"Это довольно ужасно, но каннибализм — возможная причина, по которой они отращивают конечности заново", — говорит доцент биологии Джеймс Монаган. Его лаборатория изучает регенерацию у аксолотлей — уникального вида, способного в разной степени восстанавливать конечности и другие органы.

"При травме высвобождаются некоторые сигналы, которые сообщают клеткам рядом с повреждением перейти из состояния покоя в регенеративное состояние", — объясняет Монаган.

Его лаборатория пытается выяснить, что это за сигналы, и как вызвать такую реакцию у людей, чьи регенеративные способности очень ограничены.

"Люди печально известны своей неспособностью к регенерации", — говорит Монаган. После завершения роста гены, которые говорят нашим клеткам выращивать новые органы, отключаются.

"Аксолотли могут снова включить те гены, которые мы отключаем навсегда", — говорит он.

Понимание конкретных механизмов, запускающих регенерацию у аксолотлей, — непростая задача, поскольку у них самый большой из когда-либо секвенированных геномов.

Пока что лаборатория идентифицировала одну молекулу — нейрегулин-1, которая необходима для регенерации конечностей, легких и, возможно, сердца.

"Когда мы удалили его, регенерация остановилась. А когда добавили обратно, это вызвало регенеративный ответ", — говорит Монаган. "Я не утверждаю, что это золотая пуля для запуска регенерации и у людей, но это может быть частью головоломки".

Лаборатория Монагана также исследует регенерацию внутренних органов, например, сетчатки глаза. Есть два подхода: изучить процесс, который проходят аксолотли, позволяющий их специализированным клеткам возвращаться в состояние клеток развития, и имитировать его в человеческих глазах; или добавить элементы, обеспечивающие такое поведение клеток аксолотля, в терапию стволовыми клетками человека.

Для проверки второго подхода Монаган объединился с лабораторией доцента химической инженерии Ребекки Карриер. В эксперименте использовались глаза свиньи, похожие на человеческие. При пересадке стволовых клеток сетчатки от одной свиньи к другой погибало 99% трансплантированных клеток. "Чего-то не хватает. Клетки не получают нужных сигналов", — говорит Монаган.

Но когда те же свиные стволовые клетки ввели в глаз аксолотля, погибло меньше клеток. "Им было намного комфортнее. В сетчатке аксолотля есть что-то, что нравится клеткам млекопитающих", — отмечает он.

Одна из причин успешной трансплантации — отсутствие у аксолотлей адаптивной иммунной системы. Они не отличают свои ткани от чужих и не отторгают пересаженное.

Аксолотль — не единственное животное, способное регенерировать. Морские звезды, черви, лягушки и другие виды саламандр тоже умеют это делать. Но аксолотли особенные: в отличие от других животных, они могут отращивать органы, столь же полноценные, как оригиналы, независимо от возраста.

Например, головастики могут регенерировать конечности. Но после метаморфоза и превращения в лягушек "они могут отрастить только шип. Они теряют способность восстанавливать пальцы", — говорит Монаган.

Способность аксолотля полностью регенерировать органы, даже с возрастом, может быть частично связана с его вечно юным состоянием — неотенией. В отличие от большинства других амфибий, аксолотли не проходят метаморфоз естественным путем, технически никогда не достигая взрослого состояния, хотя и могут размножаться.

Чтобы проверить, отвечает ли неотения за способность к регенерации, Монаган взял группу аксолотлей-братьев и сестер. Одной половине индуцировали метаморфоз, подвергнув воздействию гормонов щитовидной железы. Другую половину оставили в ювенильном состоянии.

В эксперименте "дети" регенерировали нормально, но все их "взрослые" братья и сестры регенерировали медленнее обычного, а их отросшие конечности имели деформации.

"Существует некоторая связь между неотенией и способностью к регенерации, но это не главный фактор", — заключает Монаган.

Главный фактор еще предстоит открыть. Но хотя это может звучать как научная фантастика, "вы уже однажды вырастили руку", — говорит Монаган. "Если бы мы могли просто научиться снова включать эти программы, наши тела, возможно, сделали бы всю остальную работу".