Кто такие аксолотли
Аксолотль — это неотеническая личинка хвостатой амфибии амбистомы. Его главная особенность в том, что он достигает половой зрелости и размножается, оставаясь в «детской» стадии: сохраняет жабры и водный образ жизни. За «вечное детство» отвечает щитовидная железа: она вырабатывает чрезвычайно мало гормона тироксина, который регулирует рост и развитие всего организма. Этих животных сложно спутать с другими благодаря жабрам — длинным пушистым отросткам по бокам, которые делают их похожими на водных дракончиков.
Аксолотли — эндемики мексиканских озер Чалько и Сочимилько. К сожалению, сегодня их количество в природе активно сокращается. Сохранить вид во многом удается благодаря программам по сохранению биоразнообразия. В экспозиции Центра океанографии и морской биологии «Москвариум» можно увидеть как розового аксолотля, так и обладателя природного черно-золотого камуфляжа.
Удивительная способность к регенерации
Но аксолотли привлекают внимание ученых не только из-за внешности. Это настоящие чемпионы по самовосстановлению. Они могут полностью восстановить утерянную лапу или хвост всего за несколько недель с идеальной анатомической точностью: сформируются новые кости, мышцы, нервы, сосуды и кожа — без единого шрама. Однако их «суперсилы» простираются гораздо дальше восстановления конечностей.
Аксолотль способен регенерировать до трети своего сердца, включая желудочек, после механического повреждения. Для млекопитающих подобная травма была бы фатальной и привела бы к рубцеванию, а у этой амфибии функциональная сердечная мышца восстанавливается полностью. Еще более поразительна способность восстанавливать центральную нервную систему. После повреждения или частичного удаления спинного мозга аксолотль отращивает его заново, восстанавливая все двигательные функции. Но что по-настоящему удивляет исследователей, так это регенерация головного мозга. Эти существа восстанавливают не только утраченные ткани поврежденного органа, но и нейронные связи.
Аксолотли продолжают поражать ученых. Недавние исследования показали, что аксолотли могут полностью регенерировать ключевой орган иммунной системы — тимус. До сих пор ни у одного позвоночного не наблюдалась способность регенерировать целый орган не из остатка прежнего, а с нуля.
Восстановление по эмбриональному сценарию
Процесс начинается с того, что на месте повреждения формируется бластема — особое скопление стволовых и клеток-предшественников. Эти клетки «забывают» свою прежнюю специализацию и приобретают способность превратиться в любую клетку нового органа. Они активно делятся и, что самое важное, «знают», что именно нужно построить и в каком порядке. Регенерация у аксолотля — это точное повторение эмбрионального развития: сначала формируется хрящевая основа, потом мышцы, и лишь в конце восстанавливаются, например, кончики пальцев.
Поведение этих клеток зависит от концентрации ретиноевой кислоты, причем «координаты» на теле определяет не ее синтез, а распад. Большую роль в управлении этим процессом играют клетки иммунной системы — макрофаги — и сложная сеть молекулярных сигналов.
Этот же механизм работает и при восстановлении мозга. Клетки постепенно дифференцируются в нейробласты — «зародыши» будущих нервных клеток. На завершающей стадии нейробласты дают начало специализированным клеткам, которые в точности соответствуют исходным нейронам, что позволяет аксолотлю возвращать себе полноценный мозг.
Таким образом, восстановление работает за счет способности клеток возвращаться в эмбриональное состояние. Однако пока не до конца ясно, как именно запускается этот процесс у аксолотлей и можно ли его активировать у млекопитающих.
Медицинские перспективы
Изучение аксолотля открывает прямой путь к созданию революционных медицинских технологий. Главная задача — понять, какие именно гены и молекулярные пути включаются у амфибии после травмы и почему они не работают у человека. Если удастся «разбудить» аналогичные механизмы в человеческом организме, это может привести к прорыву в лечении последствий инфарктов и тяжелых травм. Понимание принципов регенерации способно стать ключом к восстановлению утраченных органов, подарив медицине одну из самых желанных «суперсил».
