Если ампутировать конечность саламандре – она вырастит новую на том же месте. У человека регенерация значительно слабее, и пока ученые не нашли способа восстанавливать утраченные руки и ноги. Существует масса сложностей, которые науке пока не удалось разрешить, и некоторые причины отсутствия такой регенерации могут быть до сих пор покрыты тайной.
Дэвид Гардинер (David Gardiner) из Калифорнийского университета (University of California, Irvine), что регенерация у человека работает очень хорошо. Восстанавливаются кожа и печень, срастаются кости, могут отрасти даже кончики пальцев, если клетки под ногтями остаются активными. Однако конечности являются более комплексными структурами, и в настоящее время их регенерация – так, как это происходит у саламандр – невозможна. Для того, чтобы выросла, например, рука взамен ампутированной, необходимо регенерировать костную и мышечную ткань, кожу, кровеносные сосуды, нервы и так далее. Стволовые клетки, которые есть у взрослых, для этого недостаточно активны.
Сам процесс восстановления у человека отличен от регенерации саламандр. Стефан Рой (Stéphane Roy) из Университета Монреаля (University of Montreal) рассказал, что человеческая регенерация носит скорее компенсаторный характер – например, печень просто разрастается в размерах, чтобы восполнить недостаток, но, если вся печень будет утрачена – регенерация будет невозможна. В случае кожи восстанавливается только верхний слой эпидермиса, который и так постоянно обновляется (основной компонент домашней пыли – частицы кожи).
Вся система органов человека развивается в фетальном периоде, и этим руководит генетическая программа. Однако геном саламандры и человека различается не так уж сильно даже с учетом того, что у этих двух видов «дороги разошлись» еще 360 миллионов лет назад. Специальных генов, которые отвечали бы за регенерацию, по словам Дэвида Гардинера, у людей нет. Возможно, дело в протекающих в организме процессах, одна из стадий которых работает у саламандр, а у людей – нет. Чтобы выросла новая рука или нога, клетки должны знать, где им следует находиться, и строить правильные структуры в нужных местах – иначе сустав может оказаться на месте ногтя. У саламандр есть гены, которых нет у человека, может быть, именно они отвечают за регенерацию или по крайней мере контролируют ее. Что произошло, почему эволюция отфильтровала эти гены у людей – неизвестно.
Возможно, по пути решения этой загадки продвинулся Джеймс Годвин (James Godwin) из Университета Монаша (Monash University). Он обнаружил, что у саламандр образование рубцов на месте травм предотвращают макрофаги, клетки иммунной системы. Если у особи в организме концентрация макрофагов была понижена – вместо новой конечности взамен ампутированной формировался шрам. Еще одна возможная причина – это способность «оставаться молодыми». Например, у аксолотлей даже во взрослом возрасте сохраняется такой признак, как жабры. Дети регенерируют лучше, чем взрослые, и исследователи из Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School) нашли ген Lin28a, который может за это отвечать. Он активен у незрелых особей и пассивен у зрелых, и может играть определенную роль в восстановлении – так, молодые мыши в возрасте до пяти недель были способны отращивать уши взамен поврежденных, а после этого возраста – уже нет, даже если экспрессию гена стимулировали.
В чем именно проблема человека, почему он не может получить новую конечность взамен утраченной, точной информации так и нет. Ученые говорят, что, возможно, дело в иммунной системе или каких-либо факторах роста, а может быть, и в комбинации всего этого.