Ученые из Университета Тафтса (США) провели опыт с лягушками и показали, что с помощью биореактора, доставляющего прогестерон, можно восстановить земноводным конечность в виде, близком к изначальному. Работа опубликована в журнале Cell Press.
Для экспериментов исследователи выбрали гладкую шпорцевую лягушку (Xenopus laevis). При потере конечности она способна отрастить ей замену, не обладающую прежними свойствами. Обычно та выглядит как шиповидная структура с культей без ласты на конце. Ученые разделили объекты на три группы. В первой лягушки получали биореактор, доставляющий препарат в организм. Вторая группа послужила контрольной, а в третьей аппарат не использовал лекарство.
Биореактор напечатали на 3D-принтере. Его заполнили гидратированными белками шелка, способствующими регенерации. В первой группе этот гидрогель доставлял прогестерон на место раны. Прогестерон — стероидный гормон, который играет ключевую роль во время беременности и эмбрионального развития у человека и других видов животных. В биореакторе третьей группы он отсутствовал. Аппарат действовал на протяжении 24 часов сразу после образования раны.
Затем биологи наблюдали за лягушками в течение девяти с половиной месяцев, отслеживая рост новых конечностей. В отличие от представителей двух других групп, лягушки из первой продемонстрировали больший потенциал к восстановлению. На месте отрезанной ноги у них появилась веслоподобная структура, напоминавшая обычную лапку, которой они пользовались так же, как до этого ногой. Для выяснения деталей процесса авторы провели молекулярные и гистологические анализы. Кости, сосудистая и нервные ткани оказались более развиты в экспериментальной группе.
Анализ транскриптомов показал, что биореактор изменил экспрессию генов в клетках. Процессы, приводящие к рубцеванию и иммунному ответу, оказались подавлены в пользу генов, отвечающих за окислительный стресс, серотонинергическую передачу сигналов и активность лейкоцитов. В дальнейшем авторы надеются повторить результаты этого эксперимента на млекопитающих.
