Regenerační schopnosti některých zvířat fascinují vědu už desítky let. Nová studie ale přináší zásadní zlom: vědci zjistili, že za spuštěním regenerace u červa Hofstenia stojí samotné poranění – přesněji stres, který aktivuje klíčovou signální dráhu. Tento poznatek může otevřít dveře k novým metodám léčby u lidí.
Představte si, že byste byli schopni regenerovat ztracenou část těla, například prst, nebo dokonce opravit poškozené části srdce či míchy. Pro většinu zvířat je to sci-fi. Ale pro drobné ploché červy zvané Hofstenia miamia je to jejich každodenní realita. Pokud ji rozřežete na kousky, každý fragment je schopen během několika dní zregenerovat kompletní a dokonale funkční organismus.
Vědci se již léta snaží odhalit buněčné tajemství, které stojí za touto úžasnou schopností. Nyní tým vědců ze Stowersova institutu pro lékařský výzkum učinil obrovský krok vpřed. Ve studii publikované v časopise Cell Reports nejenže identifikovali typ hlavní buňky zodpovědné za tuto regeneraci, ale objevili mnohem jednodušší a univerzálnější mechanismus, než kdokoli očekával: stres samotného zranění.
Studie identifikuje, že molekulárním signálem, který iniciuje regeneraci, je signální dráha BMP (Bone Morphogenetic Protein). Zásadní je, že tento signál není „zapnut“ před poraněním, ale aktivuje se jako přímá reakce na poškození.
„Zjistili jsme, že signalizace BMP je aktivována samotným poraněním, není předem naprogramována,“ říká Blair Benham-Pyleová, spoluautorka studie, ve svém prohlášení. „Regeneraci iniciuje právě stres způsobený řezem.“
Předchozí výzkum, včetně výzkumu nositele Nobelovy ceny Thomase Hunta Morgana, se zaměřil na nalezení vnitřního „plánu“, který by řídil regeneraci. Všeobecně se věřilo, že tento proces závisí na specializovaných kmenových buňkách, které jsou pro tyto regenerující živočichy jedinečné. Tento nový objev mění paradigma a ukazuje, že zásadním spouštěčem je samotná rána.
„Tento nový mechanismus zpochybňuje dosavadní předpoklady, že regenerace je řízena hlavně předem danými pokyny,“ dodává Frederick Mann, spoluautor studie. „Naše výsledky ukazují, že regenerace může být zahájena jediným spouštěčem, například aktivací BMP vyvolanou ranou.“
Ačkoli je uplatnění těchto poznatků přímo v humánní medicíně budoucím cílem, tento výzkum otevírá novou cestu k zamyšlení. Pochopení, že stresový signál může spustit tak komplexní regenerační proces, je zásadním krokem.
„Pochopení toho, jak tento proces aktivovat a řídit u vysoce regenerativních modelových organismů, jako je Hofstenia, je prvním zásadním krokem k pochopení toho, zda jednoho dne dokážeme odblokovat regenerační potenciál u lidí,“ uzavírá Alejandro Sánchez Alvarado, vedoucí studie.
Výsledky nejenže řeší záhadu, jak červ regeneruje hlavu, ale poukazují na skutečnost, že klíč ke spuštění regenerace by mohl být doslova v samotné ráně.
Tento objev má významné důsledky pro regenerativní biologii a medicínu. Schopnost regenerovat poškozenou nebo ztracenou tkáň je vlastnost, která se u savců včetně člověka v průběhu evoluce z velké části vytratila. Někteří živočichové, například salamandři a některé ryby, si však tuto schopnost stále zachovávají. Pochopení mechanismů, které tuto regeneraci umožňují, by mohlo přinést převrat v regenerativní medicíně a ve způsobu léčby zranění a nemocí.
Zvláštní oblastí zájmu je signální dráha BMP, která hraje klíčovou roli v embryonálním vývoji a tvorbě kostí u obratlovců. Možnost manipulace s touto dráhou za účelem vyvolání regenerace u lidí je nově vznikající oblastí výzkumu.
Kromě toho toto zjištění také vyvolává otázky o úloze stresu v buněčné biologii. Tradičně je stres považován za negativní faktor, který může poškodit buňky a tkáně. Tato studie však naznačuje, že stres může hrát pozitivní roli tím, že aktivuje regenerační procesy. To by mohlo vést k přehodnocení toho, jak chápeme buněčný stres a jeho vliv na zdraví a nemoci.
Objev, že stres při poranění může aktivovat regeneraci u třířadého červa, je vzrušujícím objevem, který zpochybňuje tradiční představy o regeneraci. Přestože je třeba se ještě mnoho naučit, než bude možné tyto poznatky aplikovat v lidské medicíně, nabízejí nový pohled na to, jak bychom jednoho dne mohli odemknout regenerační potenciál u našeho vlastního druhu.