Heutzutage wird viel über die Kultivierung einzelner Organe außerhalb des Körpers und deren Zunahme anstelle der verlorenen gesprochen. Aber vielleicht gibt es einen besseren Weg - nur um Ihre Organe wiederherzustellen oder auf wissenschaftliche Weise zu regenerieren?
Grundsätzlich ist eine Person teilweise mit diesem Geschenk ausgestattet. Unsere Schnitte werden durch Hautregeneration geheilt. Das Blut wird ebenfalls regeneriert. Aber ich will mehr. Darüber träumen nicht nur gewöhnliche Menschen, sondern auch Wissenschaftler.
Beispielsweise haben die Mitarbeiter des Labors für Regenerationsprobleme des Instituts für Entwicklungsbiologie der Russischen Akademie der Wissenschaften unter der Leitung des Doktors für Biowissenschaften Viktor Mitashov seit langem verschiedene Methoden zur Wiederherstellung des menschlichen Knochen- und Nervengewebes und in jüngerer Zeit der Netzhaut entwickelt. Im Allgemeinen sind niedere Organismen häufiger zur Regeneration fähig als höher organisierte.
Zum Beispiel gibt es bei Wirbellosen viel mehr Arten, die verlorene Organe wiederherstellen können als bei Wirbeltieren, aber nur einige von ihnen können ein ganzes Individuum aus einem kleinen Fragment davon regenerieren. Primitive Tiere wie Ctenophore und Rotifere sind praktisch nicht in der Lage, sich zu regenerieren, während diese Fähigkeit bei viel komplexeren Krebstieren und Amphibien gut zum Ausdruck kommt.
Viele möchten sich wie Wolverine, der Held der amerikanischen Comics, regenerieren. Es kann sogar die schlimmsten Wunden in Minuten heilen.
Die Fähigkeit von Schwämmen, sich zu regenerieren, ist besonders erstaunlich. Wissenschaftler haben ein ungewöhnliches Experiment durchgeführt; schob den Körper eines erwachsenen Schwamms durch das Netzgewebe und trennte alle resultierenden Fragmente voneinander. Es stellte sich heraus, dass, wenn Sie diese kleinen Stücke dann in Wasser legen und gut mischen und alle Bindungen zwischen ihnen vollständig zerstören, sie nach einer Weile allmählich konvergieren und sich schließlich wieder vereinigen und einen ganzen Schwamm bilden, ähnlich dem vorherigen. Dies beinhaltet eine Art "Erkennung" auf zellulärer Ebene.
Ein weiterer Rekordhalter für die Regeneration ist der Bandwurm, der aus jedem Körperteil ein ganzes Individuum nachbilden kann. Es ist theoretisch möglich, durch Schneiden eines Wurms in 200.000 Stücke so viele neue Würmer als Ergebnis der Regeneration zu erhalten. Und aus einem Seesternstrahl kann ein ganzer Stern wiedergeboren werden.
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Ein anderes Beispiel ist viel berühmter - Eidechsen, die ihren eigenen Schwanz wachsen lassen, und Molche, die Augen, Beine und Schwanz bis zu sechsmal regenerieren können.
Leider wird eine Person dieses unschätzbaren Eigentums beraubt. Könnte uns die moderne Wissenschaft helfen, die entsprechenden Mechanismen zu beherrschen?
In Bezug auf das menschliche Leben könnte ein Wiederherstellungsprozess ähnlich dem von Triton nur sechs Monate dauern. Es ist jedoch sehr schwierig herauszufinden, wie ein Molch in einem Monat ein Auge wiederherstellt. Wissenschaftler können seine Heldentaten noch nicht wiederholen. Aber es ist bereits klar geworden, wie er und andere wie er es tun.
Beginnen wir von vorne - mit der Geburt des Organismus. Es ist bekannt, dass sich Zellen eines mehrzelligen Organismus im Verlauf der Embryonalentwicklung spezialisieren. Von einigen werden beispielsweise Beine erhalten, von anderen beispielsweise Muskeln, Kiemen oder Augen. Die sogenannten Doh-Gene befehlen sowohl dem gesamten Körper als auch bestimmten Organen, sich nach einem bestimmten Plan zu entwickeln - damit sich nicht herausstellt, dass das Auge dort wächst, wo das Bein sein sollte.
Die Drosophila-Fliege hat 8 Dox-Gene, der Frosch 6 und der Mensch 38. Und es stellte sich heraus, dass sich der Molch während der Regeneration an seine embryonale Vergangenheit "erinnert", einschließlich eines genetischen Programms, das die Dox-Gene aktiviert und gelöschte oder beschädigte Gewebe und Organe wiederherstellt …
Aber ein Auge oder ein Schwanz muss aus etwas entstehen - es kann nicht aus der Luft regeneriert werden. Der Körper hat zwei Möglichkeiten - neue Zellen, neues Baumaterial zu gewinnen oder das zu verwenden, was nach dem Verlust eines Organs übrig bleibt.
Es stellte sich heraus, dass die Natur beide Methoden anwendet. Embryonale Stammzellen sind die Bausteine für die Regeneration. Dies ist der Name für die Zellen des Embryos, die in ihrer Entwicklung einfach nicht bis zum Stadium der Spezialisierung gewachsen sind und daher unter dem Einfluss bestimmter Faktoren zu Zellen verschiedener Gewebe und Organe von mehr als zweihundert Typen werden können.
Darüber hinaus werden die "alten" Zellen des Molches während der Regeneration durch komplexe Manipulationen ähnlich wie embryonale. In letzter Zeit wurden viele Kontroversen mit ihnen in Verbindung gebracht. Tatsache ist, dass für Wissenschaftler die Hauptquelle für embryonale Stammzellen menschliche Embryonen sind. Biologen untersuchen begeistert die Eigenschaften embryonaler Stammzellen: Wenn sie erfolgreich sind, eröffnen diese Zellen völlig neue Möglichkeiten in der Chirurgie und sorgen für die Wiederherstellung bestimmter Organe. Wenn infolge der Krankheit einige Zellgruppen versagen, auch wenn sie hochspezialisiert sind, können sie ersetzt werden.
Und unsere Biologen spielen in diesen Arbeiten überhaupt nicht die letzte Rolle. Zum Beispiel beschäftigt sich der Akademiker der Russischen Akademie der Naturwissenschaften, Leonid Polezhaev, seit Jahrzehnten mit dem Problem der Regeneration der Knochen des Schädelgewölbes. Zunächst gelang es ihm, die Regeneration der Schädelknochen bei Hunden und Ratten zu erreichen. Dann, zusammen mit Ärzten des Instituts für Neurochirurgie, benannt nach N. N. Burdenko von der Akademie der Medizinischen Wissenschaften der UdSSR versuchte, die Schädelknochen bei Patienten mit Kopfverletzungen wiederherzustellen.
In diesem Fall wurde Knochensägemehl verwendet, das die Knochen des menschlichen Schädels zur Regeneration "veranlasste". Infolgedessen war der Verletzungsbereich vollständig mit neuem Knochen bedeckt. Mit dieser Technik wurden mehr als 250 Operationen durchgeführt.
Kürzlich kultivierte eine Gruppe von Wissenschaftlern der Universität Tokio unter der Leitung von Makoto Asashima Tausende embryonaler Stammzellen in einer speziellen Lösung von Vitamin A, wobei die Konzentration des Vitamins variiert wurde. Eine niedrige Konzentration aktiviert Gene, die die Entwicklung des Augengewebes steuern, während eine hohe Konzentration die Gene auslöst, die für die Bildung des Hörorgans verantwortlich sind.
Makoto Asashima gab an, dass in fünf Tagen ein ganzes Froschauge erhalten werden könne. In einer ähnlichen, aber einfacheren Methode wurden zuvor neue Knospen gezüchtet und erfolgreich in den Frosch transplantiert. Das Empfängertier überlebte nach dieser Operation einen Monat.
Experten der Keio-Universität Tokio haben einen Bericht über ein erfolgreiches Experiment zur Verwendung menschlicher embryonaler Stammzellen zur Reparatur von geschädigtem Rückenmarksgewebe bei Affen veröffentlicht. Laut dem Leiter der Arbeit, Professor Hideyuki Okano, wurden die ursprünglichen Stammzellen mit Zustimmung der Eltern und mit Zustimmung der Ethikkommission der Universität aus dem verstorbenen menschlichen Embryo entnommen.
Dann wurden diese Zellen in einem Nährmedium vermehrt und in fünf Affen (jeweils 10 Millionen Zellen) gepflanzt, deren Vorderbeine infolge einer Wirbelsäulenverletzung immobilisiert wurden. Bei einem Primaten normalisierten sich alle muskuloskelettalen Funktionen nach zwei Monaten wieder, während der Rest des Genesungsprozesses fortgesetzt wurde.
Im Labor von Viktor Mitashov wurden erfolgreich Versuche zur Wiederherstellung des Molchauges durchgeführt. Und jetzt bereiten sich die Forscher auf Experimente zum Wachstum der menschlichen Netzhaut vor.
Experten sagen jedoch sorgfältig über die Möglichkeit, ein ganzes Auge wachsen zu lassen. Sie können verstanden werden: Die evolutionäre Kluft zwischen Molch und Mensch ist zu groß. In der Nase hingegen sind die Mechanismen der Organentwicklung ähnlich, so dass die Hoffnung besteht, dass Biologen eines Tages eine verletzte Person, die "in die Kindheit fällt", dazu zwingen können, die notwendigen Organe zu züchten - Zähne anstelle der herausgefallenen, neue Zellen der Leber, Nieren, Bauchspeicheldrüse, neue Muskelgewebe für ein Herz mit Myokardinfarkt.