1 gen pryč, 1 končetina zpět?

Deoxyribonukleová kyselina (DNA)Foto:  public domain

Myši, kterým chybí gen p21, mají podobné regenerační schopnosti jako mloci, kteří si klidně nechají narůst novou končetinu. Pátrání, které začalo před více než jedním desetiletím zcela náhodným objevem, tak dosáhlo významného milníku: objevu genu, který reguluje regenerační schopnosti savců.

Potenciál plnohodnotně nahradit ztracenou tkáň nebo končetinu si během evoluce zachovalo jen málo živočichů jako například ploštěnci, živočišné houby a některé druhy mloků. Vědci z Wistar Institute teď nicméně demonstrovali, že podobné schopnosti mohou mít i savci. Musí se ale zbavit genu p21, který jejich schopnost regenerace zřejmě drží na uzdě. 

Tento objev má kořeny v roce 1996, kdy vědci při zkoumání autoimunitních chorob používali kmen takzvaných MLR myší. Jednotlivé pokusné myši měli vědci označené systémem drobných otvorů v ušních boltcích. Na rozdíl od jiných zvířat, otvory v uších těchto myší se za pár týdnů beze stopy zacelily. Vědci tak měli po pokusech, protože nevěděli, která myš je která, ale zároveň se ocitli na stopě něčemu velkému. 

Zdálo se, že MLR myši jsou klíčem k regeneraci savců, ale otázkou bylo, čím jsou tak zvláštní. Experimenty ukázaly, že buňky z uší MLR myší jsou atypické a jejich životní cyklus se liší od buněk z uší normálních myší. Tím vědci získali záchytný bod a mohli se soustředit na geny, které buněčný cyklus regulují. Zjistili, že v buňkách je zcela neaktivní gen p21, který normálně představuje „brzdu“ pro kontrolu rychlosti buněčného dělení a brání tak vzniku nádorového bujení. Záhy poté vědci připravili knock-out myši bez genu p21 a demonstrovali, že jejich schopnost hojení vysoce převyšuje jiné myši. 

Myši, kterým gen p21 zcela chybí, se totiž v hojení svých ran daleko víc podobají mlokům, než jiným savcům. Při hojení ran nevytvářejí žádné jizvy, ale strukturu tvořenou rychle rostoucími buňkami, které se podle vědců chovají spíš jako embryonální než dospělé savčí buňky a mohou se diferencovat do různých buněčných typů. Pozoruhodné také bylo, že navzdory vyřazené protinádorové ochraně knock-outované myši neměly nijak zvýšený výskyt rakoviny. A další experimenty ukázaly proč: u myší se zvýšila úroveň apoptózy čili programované buněčné smrti, kterou umírají buňky s poškozenou dědičnou informací. 

Podle vědců je to přesně ta kombinace, kterou najdeme v dobře se hojících tkáních. Díky ní si mloci a spol. mohou pořídit plnohodnotnou náhradu tkáně nebo končetiny, ale přitom se dokážou vyhnout rakovině. Něco podobného se odehrává i v lidském embryu, kde je gen p21 také neaktivní. Vědci jsou zatím na samém počátku poznání, jak gen p21 ovlivňuje hojení tkáně, ale doufají, že jeho dočasné zablokování by v budoucnosti mohlo urychlit hojení lidských poranění. 

Zdroj: PNAS