Аксолотли восстанавливают функциональный тимус после полного удаления

Новости сегодня - Аксолотли восстанавливают функциональный тимус после полного удаления

Аксолотль, вид саламандры, который на протяжении всей жизни остаётся в форме головастика, — настоящий мастер регенерации. Замечено, что аксолотли способны отращивать заново несколько частей тела, включая конечности, глаза и даже части мозга.

Благодаря своим способностям аксолотль сыграл важную роль в исследованиях, связанных с регенерацией. В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Immunology, было показано, что у этого удивительного существа восстанавливается функциональный тимус — небольшой орган, участвующий в работе иммунной системы, обучая Т-клетки бороться с болезнями и инфекциями .

Регенерация тимуса de novo

В новом исследовании группа учёных удалила тимусы у молодых аксолотлей, а затем отследила регенерацию, используя методы визуализации, гистологии и секвенирования РНК отдельных клеток . Тимус состоит из трёх узелков, каждый из которых учёные максимально полно удалили у аксолотлей в течение шести-восьми недель после вылупления. Было обнаружено, что у многих аксолотлей тимус регенерировался в течение 35 дней. Ни у одного другого животного не наблюдалось восстановления тимуса после полного удаления.

«Неожиданно после полного удаления узелков вновь появились структуры, похожие на тимус. После односторонней или двусторонней тимэктомии регенерированные тимические узелки впервые были обнаружены на 7-й день после тимэктомии (дни после тимэктомии) и значительно увеличились в период между 14 и 35 днями после тимэктомии, после чего узелки стали морфологически похожими на контралатеральные контрольные образцы. В целом, регенерированные тимические узелки наблюдались примерно у 60% животных после тимэктомии», — пишут исследователи.

Что ещё важнее, они обнаружили, что вновь выросшие тимусы функционируют нормально. Чтобы определить их функциональность, учёные пересадили регенерированные тимусы другим аксолотлям. Регенерированные тимусы были транскрипционно и морфологически схожи с интактными клетками тимуса, а также способны восстанавливать нормальную структуру, клеточное разнообразие и иммунную функцию.

Значительные выводы о факторах, влияющих на регенерацию

Команда также изучила некоторые факторы, которые могут быть ответственны за восстановление органа после удаления. Поскольку ген FOXN1 необходим для развития тимуса, исследователи задались вопросом, может ли он также быть молекулярным драйвером регенерации тимуса de novo. Чтобы проверить эту теорию, они удалили ген при удалении тимуса у некоторых аксолотлей. Удивительно, но удаление FOXN1 привело лишь к недоразвитию ткани тимуса, но не помешало регенерации.

Группа исследователей также проанализировала роль различных сигнальных путей, используя ингибиторы, чтобы определить, затронут ли рост тимуса. Один из факторов роста, мидкин (МДК), был особенно заметен как драйвер регенерации тимуса.

«Хотя MDK связан с ранним развитием cTEC у мышей, но ранее не изучался в развитии или регенерации тимуса, он выделялся как основной фактор взаимодействия на 5 и 21 дпт, но отсутствовал в контрольной выборке, что указывает на специфичный для регенерации сигнальный путь. Это также интересно в свете недавних открытий, подтверждающих участие MDK в регенерации конечностей аксолотля. На клеточном уровне наш анализ выявил перекрёстное взаимодействие MDK между определёнными стромальными компартментами, причём основными участниками на раннем этапе были кожа, фибробласты, Msc ⁺ и Col17a1 ⁺ популяции», — пишут авторы исследования.

Применение регенерации аксолотлей в терапии человека

Есть надежда, что исследования, посвященные регенерации тканей тимуса, в конечном итоге приведут к открытиям, полезным для регенерации тканей тимуса у человека. Тимус играет важнейшую роль в профилактике заболеваний у людей, но его состояние постепенно ухудшается с возрастом. Более того, некоторым людям приходится удалять тимус для лечения таких заболеваний, как миастения гравис или опухоли тимуса, что приводит к значительному снижению иммунного ответа.

Однако данное исследование обнаруживает некоторое сходство между внутренней работой тимуса аксолотлей и мышей. Открытие о том, что МДК может играть роль в регенерации, может быть актуально и для терапии у людей, хотя это пока неясно.

Обсуждая роль MDK, группа пишет: «Хотя его функция у млекопитающих неизвестна, его присутствие на ключевых этапах эмбриогенеза мышей и человека позволяет предположить, что он потенциально может быть использован при разработке регенеративной терапии. Таким образом, представленные здесь данные могут быть актуальны для клинических случаев, связанных с полной тимэктомией, таких как миастения гравис, миома и операции на сердце у детей, а также возрастной инволюции тимуса, хотя это требует прямого исследования».

Дальнейшие исследования могут раскрыть дополнительные подробности, изучая эффекты удаления тимуса у старых аксолотлей или исследуя происхождение клеток-предшественников при регенерации тимуса аксолотлей.

Новости партнеров: