Czy ludzie odzyskają wzrok dzięki ślimakom jabłkowym?
Ślimaki od wieków zadziwiają naukowców swoimi umiejętnościami regeneracyjnymi, a dzięki nowoczesnym narzędziom genomowym jesteśmy bliżej odkrycia mechanizmów, które mogą przynieść przełom w leczeniu uszkodzeń oczu. Badacze stawiają hipotezę, że aktywacja odpowiednich genów, wspólnych dla ślimaka i człowieka, może umożliwić ludziom odbudowę własnych narządów wzroku. Eksperymenty ze ślimakami pozwalają krok po kroku analizować, które elementy procesu regeneracji oka są najważniejsze i jak można je przełożyć na medycynę.
Czy ludzie będą mogli regenerować swoje oczy jak ślimaki?
Pewien gatunek inwazyjnego ślimaka stał się idealnym obiektem badań dla Alice Accorsi, adiunktki biologii molekularnej i komórkowej na Uniwersytecie Kalifornijskim, ze względu na jego imponującą zdolność do regeneracji oczu po uszkodzeniu.
Okazuje się, że struktura ludzkich oczu przypomina strukturę oczu ślimaka jabłkowego, który potrafi je całkowicie zregenerować. Według ekspertki wiedza o wspólnych cechach anatomicznych i genetycznych oczu między człowiekiem a ślimakiem mogłaby pomóc w przywróceniu wzroku osobom z urazami tego narządu.
Ślimaki te są łatwe do wyhodowania w laboratorium, cechuje je odporność, mają dużo młodych, a ich okres życia jest bardzo krótki. Od wieków ślimaki znane są ze swoich zdolności regeneracyjnych. Już w 1766 roku pewien badacz zauważył, że odcięte ślimaki ogrodowe potrafią odtworzyć całe głowy. Dzisiaj możemy te obserwacje bardziej wykorzystać.
- Kiedy zaczęłam o tym czytać, zadałam sobie pytanie, dlaczego nikt jeszcze nie wykorzystuje ślimaków do badań nad regeneracją? - zastanawia się Accorsi. - Myślę, że to dlatego, że po prostu nie znaleźliśmy idealnego ślimaka do badań, aż do teraz.
Regeneracja oczu u ślimaków
Ślimaki potrzebują około miesiąca, aby zregenerować swoje oczy. Cały proces składa się z kilku faz. Najpierw rana musi się zagoić, aby zapobiec infekcji i utracie płynów. Trwa to zwykle dobę, a następnie niewyspecjalizowane komórki gromadzą się w tym obszarze, zanim zbudują nowy układ wzrokowy. Do 15. dnia po amputacji wszystkie struktury oka są już obecne, w tym nerw wzrokowy, ale potrzebują jeszcze kilku tygodni na dojrzewanie i wzrost.
Badanie genów
Naukowcy podczas obserwacji analizowali ekspresję genów w genomie ślimaka. W ten sposób odkryli, że bezpośrednio po amputacji miały 9000 genów, których ekspresja była inna niż w normalnych oczach dorosłych ślimaków. Aby lepiej zrozumieć, jak geny regulują regenerację, zespół opracował metody edycji genomu przy użyciu CRISPR-Cas9.
- Pomysł polega na tym, że mutujemy określone geny, a następnie sprawdzamy, jaki to ma wpływ na zwierzę, co może pomóc nam zrozumieć funkcję różnych części genomu - wyjaśnia główna badaczka. - Jeśli znajdziemy zestaw genów, które są ważne dla regeneracji oka, a geny te występują również u kręgowców, teoretycznie będziemy mogli je aktywować, aby umożliwić regenerację oka u ludzi.
