Az embernek szalamandraszerű képessége van arra, hogy újranövessze az ízületi porcait

A széles körben elterjedt nézettel ellentétben az emberi ízületek porcai képesek kijavítani önmagukat egy olyan folyamat révén, amely oly...

A széles körben elterjedt nézettel ellentétben az emberi ízületek porcai képesek kijavítani önmagukat egy olyan folyamat révén, amely olyan lények esetében figyelhető meg, mint például a szalamandra és a zebrahal, mellyel regenerálni tudják a végtagjaikat, állapították meg a Duke Egyetem kutatói.

A Science Advances folyóiratban október 9-én közzététt tanulmányban a kutatók egy porcjavító mechanizmust azonosítottak, amely robusztusabbnak tűnik a boka ízületeiben, kevésbé a csípő esetében. Ez a felismerés a világ leggyakoribb ízületi rendellenessége, a porckopás (artrózis) kezelését is lehetővé teheti. (1)

"Úgy gondoljuk, hogy az emberben a 'szalamandraszerű' regenerációs képesség és az ezt szabályozó áramkör kritikus hiányzó elemeinek megértése alapot nyújthat az ízületi szövetek és esetleg egész emberi végtagok helyrehozásának új megközelítéseihez," - mondta Dr. Virginia Byers Kraus, a Duke Egyetem Orvostudományi, Kórtani és Ortopédiai Sebészeti osztályának professzora.

Kraus és munkatársai, köztük Dr. Ming-Feng Hsueh, a tnulmány vezető szerzője kidolgoztak egy módszert a fehérjék életkorának meghatározására az aminosavak integrált belső molekuláris órájának segítségével, amelyek kiszámítható szabályszerűséggel konvertálják az egyik formát a másikba.

Az újonnan létrehozott fehérjék a szövetekben csak kevés aminosav-átalakulással rendelkeznek, vagy egyáltalán nem, az idősebb fehérjék esetében viszont sok van. Ennek a folyamatnak a megértése lehetővé tette a kutatók számára, hogy érzékeny tömegspektrometriával azonosítsák, hogy az emberi porc, beleértve a kollagént is, kulcsfontosságú fehérjéi fiatalok, középkorúak vagy idősek.

Megállapították, hogy a porc kora nagyban függ attól, hogy a testben hol található. A bokában lévő porc fiatal, a térdben középkorú, a csípőben pedig öreg. Az emberi porc kora és a testben való elhelyezkedése közötti összefüggés igazodik ahhoz, hogy képesek-e a végtagjaikat bizonyos állatok kijavítani, amelyek könnyebben regenerálódnak a legtávolabbi területeken, beleértve a lábak vagy a farok végét.

Ez a felismerés segít megmagyarázni, hogy az emberek esetében a térd- és különösen a csípő sérülésének gyógyulása miért vesz igénybe sok időt, ami gyakran ízületi gyulladássá válik, míg a boka sérülései gyorsabban gyógyulnak, és ritkábban alakul ki súlyos ízületi gyulladás.

A kutatók arra is rájöttek, hogy a mikroRNS-nek nevezett molekulák szabályozzák ezt a folyamatot. Nem meglepő, hogy ezek a mikroRNS-ek aktívabbak azokban az állatokban, amelyekről ismert a végtagok, az uszonyok vagy a farok kijavításának képessége, beleértve a szalamandrákat, a zebrahalat, az afrikai édesvízi halakat és a gyíkokat.

Ezek a mikroRNS-ek az emberekben is megtalálhatók, ami egy evolúciós maradvány, amely az emberek számára lehetővé teszi az ízületi szövet helyreállítását. Mint az állatok esetében, a mikroRNS aktivitása a helytől függően jelentősen eltérő lehet: a bokánál volt a legnagyobb a térdhez és a csípőhöz képest, és a porc felső rétegében volt magasabb a mélyebb rétegekhez képest.

"Izgatottak voltunk, mikor megtudtuk, hogy a szalamandra végtagjainak regenerálódását szabályozó folyamatok valószínűleg az emberi végtag ízületei esetében is jelen vannak," - mondta Hsueh. "Mi ezt a 'belső szalamandra' képességünknek neveztük el."

A kutatók szerint a mikroRNS-ek segítségével gyógyszereket lehet kifejleszteni, amelyek megakadályozhatják, lassíthatják vagy megfordíthatják az ízületi gyulladást.

"Úgy gondoljuk, hogy fokozhatjuk ezeknek a szabályozóknak a működését, hogy teljes mértékben regeneráljuk egy ízület degenerált porcát. Ha megtaláljuk, hogy melyik szabályozó hiányzik belőlünk a szalamandrákhoz képest, akkor talán hozzáadhatjuk a hiányzó komponenseket, és kialakíthatunk egy módszert arra, hogy a sérült emberi végtag egy részét vagy egészét regenerálhassuk," - mondta Kraus.

"Úgy véljük, hogy ez egy alapvető javító mechanizmus, amelyet sok szövet esetében alkalmazhatunk, nem csak a porcnál." (2)

(1) - https://advances.sciencemag.org/content/5/10/eaax3203
(2) - https://corporate.dukehealth.org/news-listing/humans-h