Животиње и медицина: Како миш може да помогне људима да се опораве од тешких повреда

Моника Соуса, искусна научница, није могла да верује властитим очима.

У малом пластичном ограђеном простору на лабораторијској клупи испред ње налазио се миш који је неколико недеља раније био полупаралисан, вукући задње ноге где год је пошао.

Сад је трчкарао около, чак изводио акробатске скокове, упркос томе што после повреде није добио ништа сем средстава против болова.

Никад се још није десило ништа слично.

Сисари, од сићушних глодара до људи, обично се никад не опораве од озбиљних повреда кичме или других оштећења централног нервног система.

Осим, изгледало је, у случају афричког бодљикавог миша.

Последњих година, научници су открили да ово створење, које се може наћи у сувим стаништима афричких земаља као што су Кенија, Сомалија и Танзанија, има изузетан дар регенерације.

Може да се излечи од тешких повреда на кожи, срцу, бубрезима и кичменој мождини.

Нико то није очекивао, између осталих ни амерички научници који су 2012. године открили да бодљикави миш може да регенерише велике површине оштећене коже.

„Били смо потпуно запањени", каже Соуса, стручњакиња за регенерацију нерава са Универзитета у Порту, у Португалу, говорећи о невероватној способности овог миша да опорави властиту кичмену мождину, што су она и њене колеге документовали у студији објављеној почетком ове године.

Мишеви су се опоравили од парализе у року од неколико недеља.

Афрички бодљикави миш се тако нашао на посебном списку иначе несисарских врста које су познате по томе да могу да регенеришу битне делове тела.

Регенерација је посебан облик залечења рана који замењују повређено ткиво мање или више једнаким ткивом, избегавши претерано стварање ожиљака, тако да дати део тела може да функционише једнако добро као и пре.

Аксолотли, црви плошњаци, рибе зебрице и неке медузе могу да регенеришу релативно велике и сложене делове својих тела, на пример.

И свеже излеглим алигаторима може поново да израсте одсечени реп, према студији објављеној 2020. године.

Али ниједна од ових животиња није ни и у приближно толиком сродству са нама као, генерално гледано, афрички бодљикави миш.

Многи истраживачи тврде да ове животиње можда у себи носе биолошке тајне које би могле да помогну да се изврши револуција у медицини и доведе до лечења повреда које мењају живот као и дегенеративних болести.

А ту би могао да се крије више од једног Светог грала.

Међутим, нема никаквих гаранција.

Притом, проучавање ових животиња покреће нека етичка питања, будући да научници морају намерно да их повређују да би открили како ће оне реаговати.

После више деценија истраживања на неким од тих животиња, можда смо ближе откривању начина како да регенеришемо кључне делове наших властитих тела.

Ово је прича о томе како смо открили изузетне регенеративне способности афричког бодљикавог миша - и да ли то на крају може да помогне милионима људи који пате од тешких стања.

Било је то 2011. године и Ешли Сајферт, који је тада радио на Универзитету у Флориди, али је сада на Универзитету у Кентакију, стајао је у башти пензионисаног ветеринара на Флориди.

Дотични ветеринар, Елиот Џејкобсон, имао је помоћну зграду пуну змија љубимица.

Сајферта, међутим, нису занимале змије.

Он је добио дојаву да Џејкобсон поседује и малу колонију афричких бодљикавих мишева.

До ових животиња је некад тешко доћи, иако су у САД продавани као кућни љубимци.

Џејкобсон је до бодљикавих мишева дошао преко некога из Зоолошког врта у Фениксу још деведесетих и узгаја их од тада.

Имао их је 40 и радо их је све поклонио Сајферту.

Те животиње чиниле су основу истраживачке колоније коју Сајферт проучава од тада.

У оно време, међутим, Сајферт је био у некој врсти мисије.

Већ је схватио да афрички бодљикави мишеви поседују невероватне способности, након што је колега у разговору направио случајну опаску о овим животињама.

У академској штампи кружили су извештаји о необичној врсти мишева у Африци која понекад веома нагло одбаце своју кожу.

Сајферт се запитао да ли би миш који може да уради тако нешто могао да поседује и неке друге импресивне способности залечења рана.

Његов први сусрет с овим животињама био је у Кенији, где је на истраживачком путовању успео да ухвати у замку неколико њих.

Будући да раније није имао никаквог посла с њима, ускоро је открио да чак и најмањи, најнежнији притисак доводи до тога да им кожа, прекривена крупним, оштрим длакама, отпадне.

Посматрајући како они реагују на то и како се опорављају кад им је направио мале рупе у ушима у контролисаним експериментима, схватио је нешто фантастично - афрички бодљикави мишеви опорављају се од повреда са великим еланом.

Посекотине на њиховим ушима нису се само зацелиле формирањем ткива ожиљка као закрпе преко ране, већ је, уместо тога, израсло потпуно ново ткиво са све фоликулима длаке, телесном масноћом и хрскавицом.

Недостајао јој је само један слој мишића.

„Био сам шокиран кад сам кроз микроскоп видео да им израста нова длака", присећа се Сајферт, који је узео узорке коже са мишева ради анализе у лабораторији.

Током исте студије, Сајферт и колеге открили су и да је кожа афричког бодљикавог миша абнормално слаба.

Израчунали су да миш из рода обичних мишева има кожу која је 20 пута снажнија.

Тим је објавио резултате овог рада 2012. године.

Назревши регенеративну способност овог миша, Сајферт је сковао планове да га додатно проучи и ускоро је то могао да ради из помоћ истраживачке колоније коју је добио од Џејкобсона са Флориде.

У десетак година од Сајфертовог открића, мали број других истраживача такође се заинтересовао за афричког бодљикавог миша.

Добро позната студија објављена 2021 године, на пример, описала је како ови глодари могу да се опораве од озбиљне повреде бубрега која би довела до потпуног отказивања органа код других врста мишева.

Научници имају теорије да су се бодљикави мишеви развили тако да одбаце кожу како би побегли од грабљиваца који покушавају да их ухвате.

Али могли би да постоје и неки други разлози зашто им регенерација помаже у дивљини, можда им омогућивши да толеришу велики број паразита, на пример.

Који год био разлог, упечатљиво је то што су развили ову способност кад је врло мало других сисара уопште пришло близу тој могућности.

Међутим, у истраживању које тек треба да буде објављено, Сајферт је недавно открио да блиски сродник овом мишу, четкасти миш, изгледа да такође има сличне регенеративне способности.

Од 2012. године, бројни научници су се надовезали на Сајфертов рад.

Њихови резултати настављају да га изненађују.

Студија Соусе и њених колега о регенерацији кичмене мождине била је посебно шокантна, објашњава он, јер су у том случају у експерименту истраживачи потпуно пресекли кичмену мождину десетак афричких бодљикавих мишева.

Сви сем тројице повратили су потпуну покретљивост - а мишеви су то постигли чак и након што је им је кичмена мождина била пресечена и други пут.

„Вилица ми је отпала, зато што нисам могао да верујем да су урадили потпуно транссекцију и да су имали такву врсту опоравка", каже Сајферт.

Вреди напоменути да је од чистог реза хируршког захвата можда било лакше опоравити се него од повреде кичме у дивљини, где би штета на кичми и око ње могла бити тежа за опоравак.

Међутим, и даље је импресивна чињеница да су се аксони, везивно ткиво њихових нервних ћелија, мишева опоравили.

Соуса, баш као и Сајферт, чула је за бодљикаве мишеве сасвим случајно.

Колега истраживач са Универзитета у Порту описао је њихове регенеративне способности и поменуо да постоји колонија ових мишева на Универзитету Алгарве, око 550 километара одатле на португалској јужној обали.

Соуса је послала неке студенте да истраже случај.

Уз дозволу, они су направили некомплетне резове на кичменој мождини мишева, али кад су касније дошли да их погледају, једва да су могли да распознају који мишеви су били повређени зато што су се њихова ткива толико добро регенерисала.

Експерименти описани овде очигледно су веома инвазивни и неки људи доводе у питање етику такве врсте истраживања.

На пример, небодљикави мишеви у Соусиној студији нису се опоравили од истих повреда кичмене мождине.

Кад научници у земљама као што су Португал или САД врше експерименте као што је овај, они морају да прођу кроз строги поступак одобрења етичких одбора.

Соуса истиче да су сви мишеви добили средство против болова и да је њихово опште благостање узимано у обзир на сваком кораку.

„Понекад људи мисле да научници само користе животиње зато што то желе - то није истина", објашњава она.

„У овом конкретном случају, сложеност кичмене мождине још увек не може да се репродукује у било којој ћелијској култури или другом моделу."

Али, где год је могуће, истраживачи који су експериментисали на живим бодљикавим мишевима кажу да се надају да ће моћи да узгоје ћелијске културе за коришћење у експериментима уместо да морају да укључе живе животиње.

Једно оправдање за којим научници често посежу поводом извођења оваквих захвата је да такав рад може да доведе до лекова који мењају животе или доносе друге методе лечења милионима људи.

Никад, међутим, у самом старту није јасно да ли ће се то дефинитивно десити, тако да вреди узети у обзир да ли постоји неки преседан који би могао да укаже на то како би проучавање регенерације животиња могло да доведе до стварног напретка у медицини.

Већина радова у овој области је, додуше, веома младо.

Погледајте видео: Какав је магарећи живот у Црној Гори

Научници још покушавају да верификују ћелијске механизме који стоје иза регенерације код разних животињских врста.

Али стекли смо неке кључне увиде.

Узмите ретиноиде, на пример.

То су супстанце као што су ретинол и ретиноинска киселина које животиње, али и људи, праве уз помоћ витамина А.

Изгледа да ретиноиди помажу животињама да постигну неке фантастичне ствари.

Узмите, на пример, врсту морских краставаца која може да регенерише црева.

Студија из 2019. године показала је да у овом сложеном процесу учествује ретиноинска киселина.

Она изгледа да помаже риби зебрици да јој поново израсту пераја.

Ретиноиди се заправо проучавају деценијама и користе се за медицинско лечење разних стања коже укључујући псоријазу.

Многи научници тврде да још имамо да научимо много тога о ретиноидима, нарочито имајући у виду њихову регенеративну улогу код неких животиња.

А потом су ту ћелије Лангерхансова острвца, која нападају имуни системи људи са дијабетесом типа 1, због чега они не могу да производе праву количину инсулина.

Последњу деценију или две, лекари су имали одређеног успеха у трансплантацији Лангерхансових острваца из преминулих давалаца у људе са дијабетесом типа 1.

Али истраживање (небодљикавих) мишева указује на то да би лекари једног дана могли да стимулишу процесе у панкреасу како би га подстакли да уместо тога регенерише ове ћелије.

Међутим, још није јасно да ли ће приступ који се показује успешним код мишева заправо радити код људи као што је замишљено.

Има и других начина на које животиње са регенеративним способностима помажу медицинским истраживањима.

Ларве рибе зебрице, које могу да регенеришу своју кичмену мождину баш као и бодљикави мишеви, могу да се употребе за тестирање лекова осмишљених за лечење повреда кичмене мождине, према једној студији објављеној 2019. године.

„Постоје организми који могу изузетно добро да се регенеришу. Увек ме распамети кад видим да животиње то могу да раде", каже Џони Ким, са Института Макс Планк за истраживање срца и плућа.

Упркос овоме, он каже да не зна ни за један пример медицинског лечења срчаних стања - предмет његовог властитог истраживања - који су до сада проистекли директно из проучавања регенеративних механизама код животиња.

„Моје лично мишљење о томе је, као природњака, као научника, да је разумевање основе природе и биологије других организама од изузетне важности", каже он, додајући да је „друго питање" да ли то доводи до значајног напретка у медицини.

Пени Хокинс, шефица за животиње на научној катедри за Превенцију свирепости према животињама, указује на инвазивност одређених експеримената на бодљикавим мишевима, али и могућност да би они, на крају, могли да преобрате медицину.

Финансирање тела и истраживачких институција морало би пажљиво да процени истински утицај таквог истраживања, како би минимизовало штетност по животиње, тврди она.

„Понекад установите да истраживање као што је ово траје деценијама", каже Хокинс.

„То је етичко питање - у ком тренутку одлучујете да нас ово неће одвести никуда?".

Мет Морган, доктор са одељења за интензивну негу на Универзитетској болници у Велсу, тврди да научници морају да одважу оправдања за извођење инвазивних експеримената на животињама.

Уопштено гледано, где год је могуће користити алтернативе, ћелијске културе или симулације, то је увек пожељније, каже он.

Али, додаје, постоје добри разлози да се истраже процеси у природи у нади да ће довести до револуције у медицини.

„Морамо да тражимо будуће револуционарне иновације. Ковид нам је то и те како показао", каже он, говорећи о успеху мРНК вакцина, које су настале надовезавши се на деценије фундаменталног истраживања.

Погледајте видео: Могу ли мРНК вакцине да помогну у терапији рака

Ким, са своје стране, хвали нека истраживања урађена до сада уз помоћ афричког бодљикавог миша.

Што се тиче једне студије објављене 2021. године, која је показала да глодари могу да регенеришу део свог срчаног ткива после срчаног удара, он каже: „Квалитет тог рада је изузетан."

Дотичну студију је спровела Керстин Бартшерер са Хубрехтовог института за развојну биологију и истраживање матичних ћелија у Утрехту, у Холандији, заједно са колегама.

Они су направили вештачке блокаде у артеријама мишева путем хируршког захвата.

Још једном, све животиње су добиле средства против болова и пажљиво су биле надгледане.

Блокаде су доводиле до срчаних удара и формирања ткива ожиљака код афричких бодљикавих мишева и обичних мишева.

Али, иако су афрички бодљикави мишеви показали смањену активност пумпања у својим срцима, то се временом побољшало, док се код обичних мишева погоршало.

Након што су проучили срца ових афричких бодљикавих мишева, истраживачи су открили да је, иако се органи заправо нису регенерисали, ткиво ожиљака на њиховим срцима садржало велике судове испуњене крвљу - што је необично и није нешто што би се очекивало код људског срца након једне такве епизоде.

То се чинило кључним делом за опоравак мишева.

Животиње су након тога такође деловале релативно здраво, трчкарале су около и изводиле салто у кавезима као нормалне, каже Бартшерер.

„Питање је због чега бодљикави мишеви имају другачија својства ожиљака и зашто стварају нове крвне судове? Немамо представу зашто је то тако", додаје она.

Научници који проучавају бодљикаве мишеве сада желе да открију који механизми у њиховим телима им омогућују да толико успешно поправе или регенеришу сва та различита ткива.

Рад истраживача као што су Челси Симонс са Универзитета у Флориди, између осталог, сугерише да имуни системи ових мишева функционишу незнатно другачије од наших по томе што могу да ублаже или задрже ерупцију инфламације после озбиљне повреде, што би могло да помогне ткиву да поново израсте.

Симонс истиче да се чини да бодљикави мишеви залечују ране изузетно брзо, што би могао да буде разлог зашто не формирају много или уопште ожиљака и уместо тога регенеришу делове тела.

Шта тачно омогућује ово остаје непознаница, мада Симонс и Сајферт сугеришу да извесну улогу играју макрофаги.

То су ћелије које окружују бактерије у телу и помажу да се контролише имуна реакција на оштећена ткива.

За разлику од људи и многих других животиња, кад афрички бодљикави мишеви задобију неку повреду, чини се да они само испусте одређени тип макрофага који помогну да се рана зацели без изазивања масивне инфламације и формирања ожиљака.

„Макрофафи су главни оркестратори појачавања инфламације а затим и њеног смањивања", објашњава Сајферт.

„Они су као проводник током периода инфламације."

Ту би, међутим, могло да се дешава још много тога.

Соуса и њене колеге открили су да у регенерацији кичмене мождине код афричких бодљикавих мишева учествује одређени ензим.

Али они још не знају која ћелија или ћелије га испуштају.

Састављање ових сложених слагалица кључни је следећи корак на путу до развијања метода лечења за људе инспирисаних афричким бодљикавим мишом.

Али, без обзира на то да ли ће се на крају показати успешним или не, истраживање ће захтевати време.

Медијска помпа око ране фазе истраживања на животињама често изазива гнев код научника.

Постоји чак и налог на Твитеру @justsaysinmice, који је отворио бивши истраживач са Универзитета Нортвестерн, а који је посвећен истицању да новински чланци често пропуштају да јасно ставе до знања да се до сада показало да потенцијални третмани функционишу само код мишева, али не и код људи.

„Тешко је рећи да ли је јавност спремна да схвати колико спор напредак у науци понекад уме да буде", признаје Сајферт.

Један преглед из 2018. године показао је да су студије о регенерацији код нељудских врста направиле „велики напредак", али да су медицинске терапије засноване на овом раду још далеко.

А опет, иако је пут до револуционарних лекова или терапија инспирисаних студијама на афричким бодљикавим мишевима можда дуг и неизвестан, могућност проналажења третмана који мењају животе сувише је значајна да би се игнорисала, тврди Симонс.

Она објашњава да је њена властита сестра добила дијагнозу хроничне болести кад је била млађа и да је Симонс и сама морала да буде подвргнута бројним прегледима да би се видело да ли је и она има, јер је дотична болест наследна.

„То је заиста утицало на формирање мог мишљења о биомедицини - кад сам имала осам година", каже она.

Кад се све сабере и одузме, нада да ћете спасти или драстично унапредити животе милиона људи увек ће остати јака.

И док ходамо путем који би на крају могао да нас одведе до тамо, успут откривамо неке заиста невероватне ствари о биологији бодљикавог миша.

„Нешто се дешава на ћелијском нивоу што обдарује сваки од ових различитих органа или ткива неким изузетним реакцијама", каже Сајферт.

„То је фасцинантно", додаје он.

Погледајте видео: Мази ме, мази ме, ту сам да ти помогнем - јарићи као исцелитељи

Пратите нас на Фејсбуку, Твитеру и Вајберу. Ако имате предлог теме за нас, јавите се на [email protected]