Броненосцы хранят секрет под своим панцирем - их печень резко увеличивается, когда они заражаются бактерией, вызывающей проказу у людей.
Эта странность, обнаруженная в новом исследовании, может дать подсказку о том, как организм контролирует регенерацию печени и как запустить этот процесс у людей. Находка "очень крутая", - говорит гепатолог Алехандро Сото-Гутьеррес из Медицинской школы Питтсбургского университета, не принимавший участия в исследовании. Почти все работы на животных по регенерации печени связаны с мышами или крысами, отмечает он, поэтому "освежает", что ученые изучают другой вид, который может дать новые знания.
Печень - это чемпион организма по регенерации, способный восстанавливаться после травм и заболеваний. Если человек отдает почку, на ее месте не вырастает новая. Но даже если две трети печени донора будет удалено для трансплантации, оставшаяся часть вырастет в полноразмерный орган. Однако ученые не понимают, как вызвать это обновление у пациентов, чья печень отказывает из-за цирроза или других заболеваний.
В этой ситуации на помощь приходит проказа. Почти десять лет назад биолог по регенерации Анура Рамбуккана из Эдинбургского университета и его коллеги обнаружили, что бактерии, вызывающие проказу Mycobacterium leprae, вторгаются в шванновские клетки, которые охватывают нейроны. Когда бактерии поселяются в их новом обиталище, они побуждают клетки вернуться к менее зрелому состоянию развития, становясь более похожими на стволовые клетки. Но эти эксперименты проводились на клетках мышей in vitro. Произойдет ли тот же самый процесс у настоящего животного?
Этот вопрос "не давал мне спать по ночам", - вспоминает Рамбуккана, - потому что бактерии проказы плохо растут на мышах или других стандартных лабораторных животных. Затем он вспомнил, что бактерии для исследования были получены из института в Луизиане, где ученые выращивали их в девятиполосых броненосцах, которые являются основным хозяином для бактерий. Поскольку
Mycobacterium leprae обитают в печени животных, Рамбуккана связался с одним из ученых в этом центре, чтобы спросить, не заметил ли он чего-нибудь необычного в органах зараженных броненосцев. Он ответил: "Мы всегда видим, что печень больше", - рассказывает Рамбуккана. "Я чуть с ума не сошел".
Новое исследование подтверждает это наблюдение. Печень броненосцев, зараженных бактериями проказы, примерно на треть больше, чем печень их неинфицированных сородичей, сообщили 15 ноября Рамбуккана и его коллеги в журнале Cell Reports Medicine. Более того, печень у животных не просто увеличивается в размерах. Увеличенные органы сохраняют свою отличительную анатомию, с правильным количеством долей и характерным сотовидным расположением субъединиц. Изучение того, как печень животных продолжает расти, может помочь исследователям лучше понять механизмы регенерации печени человека.
У пациентов с инфекциями или другими заболеваниями печени могут развиваться опухоли и накапливаться фиброзная ткань, которая затрудняет работу органа. Однако у броненосцев исследователи не обнаружили признаков ни одной из этих проблем. Более того, анализ нескольких белков печени показал, что орган работает нормально. Чтобы выяснить, как увеличивается печень, Рамбуккана и его коллеги измерили активность генов у инфицированных и неинфицированных животных. Как и шванновские клетки в их предыдущей работе, клетки печени броненосцев, в которых находились бактерии, стали больше похожи на стволовые клетки. Активность генов в печени инфицированного животного напоминала картину в еще формирующейся печени человеческого плода.
"Эти крошечные бактерии знают, как вырастить функциональную печень", - утверждает Рамбуккана. По его словам, для микробов большая печень, вероятно, выгодна, поскольку она обеспечивает больше жизненного пространства. Возможно, ученые смогут использовать этот механизм, чтобы стимулировать регенерацию у людей с заболеваниями печени. Тем не менее, исследование "оставляет много вопросов", - говорит Джордж Михалопулос, исследователь регенерации печени из Медицинской школы Университета Питта. Например, говорит он, ученым нужно доказать, что печень не увеличивается в размерах у инфицированных броненосцев только потому, что "она становится загруженной бактериями".
И прежде чем использовать эту анатомическую аномалию для разработки потенциальных методов лечения, исследователи должны решить еще один вопрос. "Бактерии придумали, как обмануть [клетки печени] и заставить их дать им убежище", - комментирует биолог печени Удаян Апте из Питтсбургского университета. "Как бактериям удается не убивать клетки, а наоборот, заставлять их делиться?" Несмотря на эти проблемы, Апте отмечает, что его воодушевляют перспективы этого подхода. Исследование показывает, что "печень может оставаться функциональной и одновременно продолжать регенерировать".
