Oczy jak u człowieka, zdolne do odrastania – to może być przełomowe odkrycie

Leczenie wzroku i chorób oczu jest wyjątkowo wymagające z kilku powodów – zarówno biologicznych, jak i technologicznych. Każdy element – taki jak rogówka, siatkówka czy nerw wzrokowy – ma mikroskopijną strukturę i musi działać w idealnej synchronizacji. Nawet drobne uszkodzenie lub zmiana kształtu może znacząco pogorszyć widzenie, a proces ten jest często nieodwracalny. Wyobraź sobie jednak, że tracisz wzrok, a po kilku tygodniach twój organizm samodzielnie odbudowuje całe oko, od rogówki po siatkówkę. Dla ludzi to (jeszcze) niemożliwe, ale w świecie natury istnieją stworzenia, które potrafią tego dokonać. Naukowcy odkryli, że ślimak z gatunku Pomacea canaliculata – zwany ślimakiem jabłkowym – skrywa w sobie zdolność, która może zrewolucjonizować medycynę.

Genetyczny przełącznik regeneracji wzroku

Ślimaki przez branżę kulinarną uważane są za przysmak, przez koncerny farmaceutyczne jako cudowne źródło śluzu zawierającego kolagen, elastynę czy kwas hialuronowy, a firmy kosmetyczne korzystają z jego unikalnych związków biologicznie czynnych. Ten niepozorny mięczak ma więc szerokie zastosowanie i to nie tylko stricte komercyjne – naukowcy z Instytutu Badawczego Stowersów uważają, że pewnego dnia pomogą przywracać ludziom wzrok.

Oczywiście niedosłownie, bo ślimak sam z siebie skomplikowanej operacji nie przeprowadzi, ale jego naturalne zdolności mogą nauczyć nas, jak regenerować uszkodzone oczy. Zespół, kierowany przez dr Alice Accorsi, postanowił przyjrzeć się bliżej anatomicznej budowie oczu ślimaka jabłkowego, a wyniki okazały się zaskakujące – mięczaki posiadają oczy typu „camera” – z soczewką, rogówką i siatkówką – niemal jak kręgowce. Różnica jest jednak zasadnicza: podczas gdy ludzkie oko po poważnym urazie jest nieodwracalnie uszkodzone, ślimacze potrafi odrosnąć.

Jak to działa? Proces ten przebiega w czterech etapach – od zamknięcia rany, przez powstanie skupiska komórek przypominającego embrionalną tkankę, po uformowanie soczewki i siatkówki, a następnie dojrzewanie całej struktury. Co ciekawe, cały ten proces trwa około miesiąc, a u kręgowców zatrzymuje się już na pierwszym etapie.

Czytaj dalej poniżej

Webb nie miał prawa tego znaleźć - a jednak! Szok w nauce Jakub Szczęsny

Czym oddychały dinozaury? Zagadka rozwiązana dzięki... zębom Patryk Koncewicz

Tajemnica tkwi w genie pax6, regulującym rozwój oczu i innych narządów zmysłów u zwierząt. W laboratorium wykorzystano technikę CRISPR-Cas9, by wyłączyć jego działanie, a efekt może oburzyć miłośników zwierząt – nowe ślimaki rodziły się bez oczu. Brzmi to makabrycznie, ale dzięki temu badacze potwierdzili, że pax6 pełni w rozwoju ślimaków równie istotną rolę, jak u bardziej złożonych organizmów.

Ślimakowy klucz do regeneracji wzroku

Jakie to odkrycie ma znaczenie dla człowieka i nauki? Mając organizm, który potrafi w pełni odtworzyć oko, naukowcy mogą przyglądać się aktywności genów na każdym etapie tego procesu. Zespół pod przewodnictwem dr Alice Accorsi stworzył mapę ekspresji genów towarzyszących regeneracji, a wśród nich listę kandydatów, które mogą pełnić rolę „przełączników” uruchamiających odbudowę narządu wzroku.

Kolejnym krokiem będzie selektywne wyłączanie tych genów, by sprawdzić, które z nich są absolutnie niezbędne dla regeneracji. Jeśli uda się je zidentyfikować, otworzy się droga do badań nad tym, jak podobne mechanizmy można uruchomić u ludzi.

„Do tej pory brakowało nam modelu, który łączyłby zdolność regeneracji z możliwością modyfikacji genetycznych. Ślimaki jabłkowe dają nam jedno i drugie. To pierwszy krok do zrozumienia, jak przywrócić wzrok po urazach czy chorobach takich jak zwyrodnienie plamki.” – Sánchez Alvarado.

Reklama

Teraz poważnym wyzwaniem będzie więc przełożenie tych procesów na organizmy ssaków, których układ odpornościowy, metabolizm i architektura tkanek są znacznie bardziej skomplikowane niż w przypadku mięczaków.

Źródło