Как морские черви помогут регенеративной медицине

Эмбриологи Санкт-Петербургского государственного университета в ходе изучения механизма восстановления тканей у морских червей обнаружили у них вещество, которое может быть полезным для человека, в частности использоваться в медицине для более быстрого заживления ран, регенерации тканей.

Результаты, полученные учеными в ходе исследования, были опубликованы в научном журнале, посвященном генетике и геномике – Genes.

Кто такой зеленый нереис и почему он заинтересовал ученых

Объектом внимания российских ученых стал зеленый нереис – крупный морской червь, обитающий в водах Белого моря. Представители этого семейства являются одними из самых крупных среди кольчатых червей. Они могут достигать до полуметра в длину, а продолжительность их жизни составляет от 3 до 7 лет. Но эмбриологов эти морские обитатели заинтересовали другими своими характеристиками – уникальной способностью к регенерации поврежденных тканей.

Исключительные способности кольчатых червей (аннелидов) к регенерации известны биологам давно. В частности, представители семейства нереис способны всего за неделю восстановить несколько утраченных сегментов задней части тела, а рана в месте ампутированной части покрывается эпителием уже в первые сутки. Однако механизм, который позволяет червям восстанавливать утраченные части, до сих пор не был четко и детально описан.

Что обнаружили ученые

Для исследования эмбриологи взяли несколько особей нереиса, искусственно оплодотворили их и полученное таким способом потомство червей, которое было выращено в лабораторных условиях, стало объектом научного анализа.

В ходе исследования специалисты обнаружили в телах зеленого нереиса особый вид белков – фибробластические факторы роста (FGF). Когда возникает необходимость в восстановлении поврежденных тканей, организм начинает производить FGF. Эта функция отведена клеткам эпидермиса, нервной ткани, фибробластам и макрофагам. Под воздействием этих же белков клетки в организме начинают делиться более интенсивно. Также активируется синтез тропоколлагена – вещества, которое является предшественником коллагена, межклеточного матрикса, служащего своеобразным каркасом для соединительных тканей. Кроме того, под влиянием фибробластического фактора роста образуется и основное вещество соединительной ткани, начинают интенсивно расти кровеносные сосуды и нервные клетки.

Для подтверждения своей догадки о том, что именно в белках FGF кроется секрет быстрой регенерации морских червей, ученые отыскали в организмах подопытных нереисов участки активности FGF и заблокировали их. В результате регенерационные процессы на телах червей остановились. Подавление активности белков остановило процесс деления клеток в месте повреждения ткани и восстановление утраченного сегмента. Черви из контрольной группы, у которых FGF не был ингибирован, уже через 4 часа после ампутации хвостовой части продемонстрировали рост новых клеток, а в течение следующих 6 дней у них активно происходило восстановление нервов и мышечной ткани.

Чем полезно это открытие для медицины

Открытие петербургских ученых имеет существенное значение не только для биологии, так как позволяет лучше понять специфику регенерационных процессов в организмах морских червей, но также может послужить серьезным толчком в развитии медицины. Тем более, что белки группы FGF есть и в человеческих организмах, а принципиального различия между этими соединениями в телах беспозвоночных и млекопитающих нет. Однако ученым пока неизвестно, почему несмотря на наличие этого белка в человеческом организме, люди лишены способности к столь быстрой регенерации поврежденных тканей, которая наблюдается у морских червей. Тем не менее ученые предполагают, что использование препаратов на основе белков FGF может быть полезно для более быстрого заживления ран на человеческом теле.

Источники