Das Geheimnis der Salamanderregeneration wurde gelüftet - sie wachsen neue Organe aus dem Gedächtnis. Anstatt in einen embryonalen Zustand zurückzukehren, erinnern sich die Zellen der Salamander an das verlorene Organ und rekonstruieren es genau wie zuvor
Der Mechanismus der Regeneration verlorener Gliedmaßen durch Salamander hat nichts mit der Wirkung von Stammzellen zu tun, haben Wissenschaftler herausgefunden.
Die magischen Fähigkeiten von Salamandern
Die Fähigkeit dieser Schwanzamphibien, Pfoten, Lungen und ein Gehirn wachsen zu lassen, hat die Menschheit seit Tausenden von Jahren beunruhigt - dies wurde von Aristoteles, Voltaire, Darwin untersucht.
Wenn das Tier einen Körperteil verliert, bedecken die Zellen der oberflächlichen Hautschicht die Wunde schnell mit der sogenannten Epithelhülle, Fibroblasten lösen die Bindungen zum Bindegewebe und bilden an der Wundstelle ein Blastem (eine Ansammlung spezialisierter Zellen), aus dem sich ein neues Glied bildet. Zum Beispiel dauert es nur drei Wochen, um eine neue Pfote zu bekommen.
Ende des 20. Jahrhunderts nahmen Wissenschaftler an, dass Salamanderzellen Stammzellen ähnlich sind, dh sich in jedes Organ verwandeln können.
Martin Kragl vom Deutschen Max-Planck-Institut stellte fest, dass dies nicht der Fall ist. Zusammen mit seinen amerikanischen Kollegen untersuchte er, wie der mexikanische Salamander, das Axolotl Ambystoma mexicanum, Gliedmaßen und Gewebe wachsen lässt. Kragl nutzte die Entdeckungen der University of California, die bewiesen, dass die Zellen des Salamander-Blastems den Zellen in den sich entwickelnden Gliedmaßen von Säugetierembryonen ähnlich sind, die ihre Gliedmaßen erneuern können, diese Fähigkeiten jedoch vor der Geburt verlieren.
Experimentieren Sie im ultravioletten Bereich
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Basierend auf der Idee, dass die Entwicklung von Gliedmaßen aus dem Blastema ihre natürliche Entwicklung bei wachsenden Kreaturen praktisch in kurzer Form wiederholt, teilten deutsche und amerikanische Wissenschaftler die Tiere in zwei Gruppen ein. Das erste, das injiziert wurde, war das GFP-Protein, das von der fluoreszierenden Qualle stammt. Im ultravioletten Licht hebt dieses Protein Zellen in Grün hervor, wodurch Wissenschaftler den Ursprung verschiedener Zellen und ihren Zweck verfolgen können. Die zweite Gruppe umfasste sowohl adulte Axolotls als auch Larven. Wissenschaftler führten sie in Zellen mit Protein ein, das genetisch veränderten Individuen entnommen wurde. Die Substanz wurde in die Larven injiziert, wo, wie Biologen wussten, verschiedene Gewebe und Organe, insbesondere das Nervensystem, hätten wachsen sollen. Erwachsenen wurde zuerst Protein mit Zellen injiziert und dann Stück für Stück vom Körper abgeschnitten.
Nach mehrwöchiger Beobachtung der Stationen stellten Biologen fest, dass sich die Zellen sehr konservativ verhalten - sie wachsen nur in den Organen und Geweben, aus denen sie stammen. "Die Hauptschlussfolgerung der Forscher ist, dass neue Muskelzellen nur alte Muskelzellen produzieren, neue Hautzellen nur alte Hautzellen produzieren, neue Neuronen nur alte Nervenzellen produzieren", schreibt Science Daily. Dieser Prozess wurde am deutlichsten bei den Larven beobachtet: In den Bereich injiziert, aus dem das Nervensystem wachsen sollte, breiteten sich grün hervorgehobene Zellen entlang des wachsenden Axolotl genau nach dem Schema des Nervensystems aus.
"Höchstwahrscheinlich werden Zellen in der Nähe des amputierten Organs neu programmiert, wodurch sie Programme zur Bildung von embryonalen Geweben starten können, ohne zur ursprünglichen Polypotentialzelle zurückzukehren", stellten die Forscher in einem Artikel fest, der in der renommierten Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde.
Mit anderen Worten, Salamanderzellen verhalten sich grundlegend anders als Stammzellen. Wenn letztere in der Lage sind, sich zu spezialisieren und sich zu praktisch allen Organen zu entwickeln, dann gibt es in den Zellen von Salamandern einen Mechanismus klarer Kontinuität.
Vom Salamander zum Übermenschen
Der Vorteil von Salamanderzellen ist, dass sie keinen embryonalen Zustand erreichen müssen, um den Regenerationsprozess zu starten - sie funktionieren hervorragend als Erwachsene. Ärzte, die das Geheimnis "aktiver Zellen" enthüllen, können den abgetrennten Arm oder das abgetrennte Bein einer Person nach dem Vorbild eines Salamanders wachsen lassen.
"Eines Tages werden wir in der Lage sein, menschliches Gewebe zu regenerieren", sagt Malcolm Meden, einer der Autoren der Studie. Die Hoffnungen amerikanischer Wissenschaftler sind größtenteils auf die Persönlichkeit derjenigen zurückzuführen, die die Studie bestellt haben: Sie wurde vom US-Verteidigungsministerium gesponsert, dessen Vertreter amputierten Veteranen des Irak und Afghanistans helfen wollen.
