Пероксид водорода оказался необходим для процесса регенерации хвостов и других конечностей у головастиков лягушек, что может помочь медикам и биологам "научить" человеческие ткани способности к самовосстановлению, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Cell Biology.
Группа биологов под руководством Амайя изучала клеточные процессы, которые протекают в теле амфибий во время регенерации одной из потерянной ими конечности.
Как объясняют ученые, исчезновение части тела приводит к активации нескольких цепочек генов и связанных с ними белков, самыми известными из которых являются гены роста и развития клеток Wnt, Notch и TGF-b. Все эти гены присутствуют как в геномах амфибий, способных к регенерации, так и других видов позвоночных животных, утративших эту способность.
Авторы статьи решили проследить, как меняется активность этих генов во время регенерации. Для этого они приобрели нескольких головастиков шпорцевых лягушек (Xenopus tropicalis) и ампутировали им часть хвоста. Во время процесса восстановления конечности ученые периодически брали пробы тканей и изучали содержимое их клеток, отмечая изменения в активности генов.
К удивлению Амайи и его коллег, повышенная активность была характерна не только для генов роста и развития, но и для тех белков и участков ДНК, которые отвечают за сборку и выделение из клетки молекул пероксида водорода(H2O2). Как правило, H2O2 и другие виды АФК вредны для здоровья организма, из-за чего в клетках присутствуют механизмы, способствующие нейтрализации и удалению таких молекул.
Ученых заинтересовал этот факт, и они проследили за тем, как менялась концентрация H2O2 в тканях головастика. Оказалось, что концентрация пероксида в теле лягушки и в окружающей ее воде увеличилась сразу после ампутации хвоста и продолжала оставаться на достаточно высоком уровне до завершения регенерации.
Исследователи предположили, что H2O2 не является побочным продуктом этого процесса и активно участвует в нем. Они проверили эту гипотезу, нейтрализуя молекулы пероксида при помощи антиоксидантов или отключив гены, отвечающие за его производство, в клетках Xenopus tropicalis.
"Когда мы снизили уровни АФК, ткани переставали расти и регенерация приостанавливалась. Наше исследование показало, что пероксид и другие АФК необходимы для подачи сигнала к началу регенерации и работы связанных с ней клеточных механизмов. Крайне удивительно то, что антиоксиданты так негативно повлияли на восстановление тканей, тогда как часто заявляется, что они положительно влияют на здоровье организма", — пояснил Амайя.
В своих следующих работах авторы статьи планируют проверить, как увеличение или снижение концентрации АФК может повлиять на регенеративные способности человеческих тканей. Вполне возможно, что такие исследования помогут найти способы по восстановлению утерянных конечностей или других частей тела.
