Ilmuwan memajukan prospek regenerasi pada manusia — ScienceDaily
Strange & Offbeat

Ilmuwan memajukan prospek regenerasi pada manusia — ScienceDaily

Dalam studi mani 2013, ilmuwan Laboratorium Biologi MDI James Godwin, Ph.D., menemukan bahwa jenis sel darah putih yang disebut makrofag sangat penting untuk regenerasi anggota tubuh di axolotl, salamander Meksiko yang merupakan juara regenerasi alam.

Tanpa makrofag, yang merupakan bagian dari sistem kekebalan, regenerasi tidak terjadi. Alih-alih meregenerasi anggota tubuh, axolotl membentuk bekas luka di lokasi cedera, yang bertindak sebagai penghalang regenerasi, seperti yang terjadi pada mamalia seperti tikus atau manusia. Dalam hal kemampuan regenerasi, Godwin telah mengubah salamander menjadi mamalia. Dalam studi lanjutan tahun 2017, ia menemukan hal yang sama terjadi pada jaringan jantung.

Sekarang, dalam sebuah penelitian yang didasarkan pada penelitian sebelumnya, Godwin telah mengidentifikasi asal mula makrofag pro-regeneratif di axolotl sebagai hati. Dengan menyediakan tempat bagi ilmu pengetahuan untuk mencari makrofag pro-regeneratif pada manusia — hati, bukan sumsum tulang, yang merupakan sumber sebagian besar makrofag manusia — temuan ini membuka jalan bagi terapi pengobatan regeneratif pada manusia.

Meskipun prospek menumbuhkan kembali anggota tubuh manusia mungkin tidak realistis dalam jangka pendek karena kompleksitas anggota tubuh, terapi obat regeneratif berpotensi dapat digunakan dalam jangka pendek dalam pengobatan banyak penyakit di mana jaringan parut memainkan peran patologis, termasuk jantung, penyakit paru-paru dan ginjal, serta dalam pengobatan jaringan parut itu sendiri — misalnya, dalam kasus korban luka bakar.

“Dalam penelitian kami sebelumnya, kami menemukan bahwa penyembuhan tanpa bekas luka bergantung pada satu jenis sel, yaitu makrofag,” kata Godwin. “Temuan ini berarti kita memiliki jalan masuk. Jika axolotl dapat beregenerasi dengan memiliki satu jenis sel sebagai pelindungnya, maka mungkin kita dapat mencapai penyembuhan tanpa bekas luka pada manusia dengan mengisi tubuh kita dengan jenis sel pelindung yang setara, yang akan membuka kesempatan untuk regenerasi.”

Makalah tentang penelitian Godwin yang berjudul “Identifikasi Hematopoietik Hati Dewasa Sebagai Reservoir Utama untuk Rekrutmen Makrofag Pro-regeneratif yang Diperlukan untuk Regenerasi Anggota Badan Salamander,” baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal tersebut. Perbatasan dalam Sel dan Biologi Perkembangan.

Selain Laboratorium Biologi MDI, penelitian dilakukan di Australian Regenerative Medicine Institute (ARMI), yang sebelumnya terkait dengan Godwin, dan The Jackson Laboratory (JAX) di Bar Harbor, Maine, tempat ia memegang janji bersama. Laboratorium Biologi MDI dan ARMI memiliki perjanjian kemitraan untuk mempromosikan penelitian dan pendidikan tentang regenerasi dan pengembangan terapi baru untuk meningkatkan kesehatan manusia.

Peran perbaikan bebas bekas luka

Jika proses regenerasi di lokasi cedera dapat dibandingkan dengan pesta — analogi yang sering digunakan Godwin — penelitiannya telah mengungkapkan kategori tamu yang hadir dan, sekarang, dari mana tamu itu berasal dan bagaimana dan kapan mereka mendapatkannya. di sana. Langkah selanjutnya adalah menentukan identitas spesifik mereka, atau seperti yang dia katakan, “rasa” makrofag yang diperlukan untuk regenerasi, dan bagaimana mereka berinteraksi dengan tamu lain.

Penelitian itu akan berkisar pada studi jaringan parut, atau fibrosis, yang pada mamalia dewasa menghambat regenerasi melalui efeknya pada fungsi dan integritas jaringan.

Meskipun masih harus dilihat apakah mencapai penyembuhan bebas bekas luka pada mamalia akan memungkinkan regenerasi berlangsung – proses lain mungkin juga terlibat – Godwin percaya bahwa mungkin demikian. Karena mamalia telah memiliki mesin untuk regenerasi — tikus muda dapat beregenerasi, seperti halnya bayi manusia yang baru lahir — regenerasi mamalia mungkin hanya masalah menghilangkan penghalang yang ditimbulkan oleh jaringan parut.

“Pada axolotl, makrofag bertindak sebagai rem pada fibrosis, atau jaringan parut,” katanya. “Manusia mungkin memiliki makrofag yang berusaha sekuat tenaga untuk memperbaiki kerusakan, tetapi ditahan. Jika kita dapat merekayasa makrofag manusia untuk mempromosikan penyembuhan bebas bekas luka, kita mungkin dapat mencapai peningkatan besar dalam perbaikan hanya dengan sedikit penyesuaian. . Bukankah akan luar biasa jika kita tidak perlu melakukan hal lain selain itu?”

Dalam wawasan yang menarik tentang rute potensial untuk regenerasi rekayasa pada mamalia dewasa, Godwin mencatat bahwa sumber utama makrofag di lokasi luka pada tikus yang sedang berkembang adalah hati, sama seperti penelitian terbarunya menemukan itu di axolotl; tikus kehilangan kemampuannya untuk beregenerasi ketika sumber makrofag berpindah ke sumsum tulang segera setelah lahir, seperti yang juga terjadi pada manusia.

Pengembangan toolkit baru

Meskipun penelitian terbaru Godwin berfokus pada asal usul makrofag pro-regeneratif, kontribusinya yang paling signifikan mungkin adalah pengembangan perangkat untuk membuat profil dan menyortir sel kekebalan. Sementara axolotl adalah model yang kuat dalam penelitian biologi regeneratif, penelitian itu terhambat oleh kurangnya alat untuk menilai beragam peran sel kekebalan yang penting untuk proses regeneratif.

Godwin yang merupakan seorang ahli imunologi, awalnya memilih untuk meneliti fungsi sistem imun dalam regenerasi karena perannya dalam mempersiapkan luka untuk perbaikan. Menggunakan toolkit baru, ia sekarang berencana untuk secara sistematis mengubah gen axolotl untuk menilai fungsi makrofag, dimulai dengan interaksi antara makrofag dan fibroblas, sejenis sel jaringan ikat yang bertanggung jawab untuk mengarahkan perbaikan luka.

“Kami ingin mengetahui apa yang istimewa dari interaksi antara makrofag dan fibroblas dalam regenerasi axolotl,” katanya. “Kami memiliki kemewahan dalam salamander untuk dapat mengetahui fungsi makrofag mana yang penting untuk penekanan dan regenerasi bekas luka, gen demi gen jika perlu. Jika kami dapat mengetahui apa itu, maka mungkin kami dapat membuat interaksi itu terjadi. pada mamalia.”

Setelah dia memprofilkan fungsi makrofag axolotl di lokasi cedera, tujuan Godwin kemudian adalah menggunakan model tikus untuk mengeluarkan makrofag pro-regeneratif yang sulit dipahami keluar dari sistem mamalia atau merekayasa makrofag mamalia menjadi lebih axolotl. Karyanya dalam model tikus didukung oleh pengangkatannya di The Jackson Laboratory, yang berfokus pada biologi dan genetika tikus.

“Dalam menjelaskan perbedaan antara makrofag di axolotl dan tikus, James membawa tradisi biologi komparatif yang telah menjadi fokus penelitian di Laboratorium Biologi MDI selama lebih dari 120 tahun,” kata Presiden Hermann Haller, MD “Penemuannya menunjukkan bahwa pendekatan kami untuk mendapatkan wawasan tentang kesehatan manusia dari studi komparatif model hewan sekuat sebelumnya.”

Penelitian Godwin didukung oleh dana dari National Institute of General Medical Sciences (NIGMS) dari National Institutes of Health (NIH) dengan nomor hibah P20GM0103423 dan P20GM104318 ke Laboratorium Biologi MDI, oleh dukungan kelembagaan JAX dan hibah kepada ARMI dari Negara Pemerintah Victoria dan pemerintah Australia.

Posted By : togel hari ini hongkong yang keluar 2021