Разгадка регенерации хряща у ящериц может помочь в лечении остеоартрита

Группа исследователей из Медицинской школы Кека Университета Южной Калифорнии опубликовала первое подробное описание взаимодействия двух типов клеток, позволяющих ящерицам восстанавливать свои хвосты.

Исследование, финансируемое Национальным институтом здоровья США и опубликованное 10 августа в журнале Nature Communications, посвящено необычной способности ящериц восстанавливать хрящ, который заменяет кость в качестве основной структурной ткани в регенерированных хвостах после их потери.

По данным Центра по контролю и профилактике заболеваний США, это открытие может помочь исследователям, изучающим способы восстановления хрящевой ткани, поврежденной остеоартритом у людей — дегенеративным и изнурительным заболеванием, которым страдают около 32,5 млн. взрослых жителей США. В настоящее время не существует лекарства от остеоартрита.

Ящерицы обладают поистине магической способностью к регенерации хряща, поскольку они могут регенерировать большое количество хряща, и он не переходит в кость, — сказал автор исследования Томас Лозито (Thomas Lozito), доцент кафедры ортопедической хирургии и биологии стволовых клеток и регенеративной медицины Медицинской школы Кека при Университете Южной Калифорнии.

Ящерицы — одни из единственных высших позвоночных, способных восстанавливать хрящ, который не окостеневает, и ближайшие родственники млекопитающих, способные регенерировать придаток с несколькими типами тканей, включая хрящ. Человек, напротив, не может восстановить поврежденный хрящ после достижения им зрелого возраста.

Лозито пояснил, что понимание того, как организмы, обладающие сверхспособностями к регенерации, восстанавливают ткани, может помочь исследователям найти способы воссоздать эти процессы у млекопитающих.

Мечта — найти способ перенести этот процесс на человека, поскольку он не способен восстанавливать хрящи, — сказал Лозито.

Это важный шаг, поскольку нам необходимо детально изучить этот процесс, прежде чем мы сможем попытаться воссоздать его у млекопитающих.

Идентифицированы ключевые клетки

Первый автор работы Ариэль Вонк (Ariel Vonk), аспирант лаборатории Лозито, и исследовательская группа определили, что клетки, называемые фибробластами, которые помогают строить ткани, являются ключевым типом клеток, которые строят хрящ в регенерированном хвосте ящерицы, скелет которой почти полностью состоит из хряща. В исследовании описаны изменения в активности генов, происходящие в определенных клетках фибробластов, которые обеспечивают строительство хряща.

Они также обнаружили, что иммунные клетки типа септокластов играют важную роль в подавлении фиброза, или рубцевания, позволяя процессу регенерации происходить.

Эти два типа клеток, работая вместе, заложили основу для начала процесса регенерации, — сказал Лозито, отметив, что основное различие между людьми и ящерицами заключается в том, что человеческие ткани склонны к рубцеванию, а рубцевание препятствует регенерации тканей.

Одним из будущих направлений исследований, по словам Лозито, является использование секвенирования одноклеточной РНК для более точного описания молекулярных механизмов, останавливающих рубцевание у ящериц, с тем чтобы попытаться воссоздать этот процесс у млекопитающих.

Регенерация хряща в конечностях ящериц

Учитывая полученные сведения о типах клеток и молекулярных процессах, команда провела эксперименты, чтобы определить, можно ли воссоздать процесс восстановления хряща в конечностях ящериц, которые, в отличие от хвостов, не восстанавливаются после потери.

Они извлекли септокласты из хвостов ящериц и имплантировали их в конечности, в которых не хватало прорегенеративных иммунных клеток, ответственных за предотвращение рубцевания. Им удалось успешно вызвать образование хряща в конечности ящерицы, воссоздав сигнальную среду, подобную хвосту.

Лозито добавил, что они надеются проверить, смогут ли они вызвать формирование хряща у млекопитающих, начиная с мышей, используя методы, которые они применяли в своих экспериментах на конечностях ящериц.

10.08.2023


Подписаться в Telegram



Биосфера

TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем

Есть много анекдотов о том, как дики...

FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными

Раньше африканские гигантские крысы умели нахо...

JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90%
JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90%

Алгоритм, изначально разработанный для лю...

PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя
PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя

201,6 миллиона лет назад произошло массов...

RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше
RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше

Социальные виды живут дольше и размножают...

Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи
Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи

Животные должны получать достаточное количеств...

Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях
Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях

Химическое соединение, которое регулирует плот...

IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход
IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход

На брёвнах инвазивных деревьев можно выращиват...

AdFM: Сгруппировавшиеся фаги стали еще эффективнее бить бактерий
AdFM: Сгруппировавшиеся фаги стали еще эффективнее бить бактерий

Неожиданный результат при подготовке обра...

Science: Голодные бактерии берут своих жертв на абордаж
Science: Голодные бактерии берут своих жертв на абордаж

В мировом океане обитает множество бактерий, и...

ES&E: Пингвины в Африке охотно размножаются в искусственных гнездах
ES&E: Пингвины в Африке охотно размножаются в искусственных гнездах

Искусственные гнезда способствуют размножению ...

Vertebrate Zoology: На Мадагаскаре нашли пронзительно щебечущих лягушек
Vertebrate Zoology: На Мадагаскаре нашли пронзительно щебечущих лягушек

Исследователи обнаружили в тропических ле...

Evolution & Development: В Австралии нашли одну из самых ранних форм жизни
Evolution & Development: В Австралии нашли одну из самых ранних форм жизни

В Южной Австралии есть горный хребет. Под ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Регистрация сми на IV конгресс молодых ученых продлевается до 6 ноября
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
На старт! Внимание! MITEX!
Пироговская олимпиада для школьников по химии и биологии