Od pamtivijeka čovječanstvo sanja o sposobnosti obnove, o vraćanju izgubljenih udova, iscjeljenju neizlječivih bolesti i pomlađivanju oštećenih tkiva. I dok se za nas, sisavce, takva pomisao čini domenom mitova, stripova o superherojima poput vječno rekonvalescentnog Deadpoola i Wolverinea, kojima izrastaju nove ruke i zacjeljuju sve rane, u prirodi postoji biće koje te "supermoći" živi svakodnevno.

Neotenična vodozemna larva

Riječ je o aksolotlu, meksičkom vodenom daždevnjaku, stvorenju koje u svom genetskom kodu krije tajne potpune regeneracije, tajne koje suvremena znanost sada intenzivno dešifrira, s pogledom uprtim u ljudsku medicinu.

Aksolotl je među vodozemcima jedinstven po tome što je neoteničan – ne prolazi kroz metamorfozu u odraslu kopnenu formu, već cijeli svoj život ostaje u larvalnom stanju, zadržavajući vanjske škrge i sposobnost života isključivo u vodi; kao da žablji punoglavac zauvijek ostaje u tom “polurazvijenom” obliku. Upravo ta "vječna mladost" i stalni boravak u vodenom okolišu čine ga izvanrednim modelom za proučavanje regeneracije.

Dok je većina živih bića, uključujući i čovjeka, osuđena na ožiljke i trajne oštećenosti nakon teških ozljeda, aksolotl posjeduje zapanjujuću sposobnost da ponovno izraste gotovo svaki izgubljeni dio tijela. Od udova, preko čeljusti, oka, pa čak i dijelova kralježnice, srca i mozga – sve se obnavlja s kirurškom preciznošću, bez ožiljaka i funkcionalnih kompromisa. Mlađim jedinkama to ide brže, recimo, novi ud izraste za 40-ak dana, dok starijima treba oko tri mjeseca, no sam proces je uvijek impresivan.

No, ono što ovu sposobnost čini posebno vrijednom za medicinu jest to što aksolotli mogu prihvatiti transplantirane organe i tkiva od drugih aksolotla bez ikakvog imunosnog odbacivanja, što je u svijetu transplantacijske medicine svojevrsni sveti Gral.

Dekodiranje "glavnih prekidača"

Dugo su se znanstvenici pitali kako je moguće da jedno biće posjeduje takve regenerativne sposobnosti dok su drugi, poput nas, ograničeni na zarastanje rana i eventualno skromnu regeneraciju jetrenih stanica nakon desetak godina liječenja od alkoholizma.

Odgovor - pretpostavljam da ste se i sami toga dosjetili - leži zapisan u aksolotlovim genima. Nedavna istraživanja, koja se intenzivno objavljuju u vodećim znanstvenim časopisima, bacaju svjetlo na molekularni "nacrt" koji aksolotlu omogućuje ovu magiju. Pokazalo se da regeneracija nije samo puka replikacija stanica, već složena, koreografija tisuća gena i signalnih putova.

Ključnu ulogu u iniciranju i usmjeravanju procesa regeneracije igraju specifični regulatorni geni i signalne molekule koje su znanstvenici uspjeli identificirati. Otkrili su da matične stanice aksolotla na mjestu ozljede posjeduju iznimnu plastičnost – sposobnost da se transformiraju u gotovo bilo koju vrstu stanice potrebnu za obnovu tkiva. Nadalje, aksolotli imaju jedinstven imunološki odgovor na ozljedu koji se razlikuje od onog kod sisavaca; umjesto da iniciraju upalu i stvaranje ožiljnog tkiva (fibrozu), njihov sustav usmjerava procese prema stvaranju novog, funkcionalnog tkiva. To implicira da je "tajna" aksolotla u orkestriranom nizu genetskih uputa koje usmjeravaju stanično ponašanje od samog početka ozljede pa sve do potpune obnove, izbjegavajući tipične prepreke koje koče regeneraciju kod ljudi. Upravo dešifriranje tih "glavnih prekidača" otvara put za prevođenje tih spoznaja u terapijske strategije za ljude.

Od daždevnjaka do čovjeka: implikacije za medicinu budućnosti

Ono što najviše uzbuđuje znanstvenu (posebice medicinsku) zajednicu nije samo fascinacija aksolotlovim regeneracijskim sposobnostima, već prepoznavanje potencijala da se njegove "supermoći" preslikaju na ljudsko tijelo. Zamisao o potpunoj regeneraciji tkiva i čitavih organa zvuči futuristički, ali istraživanja inspirirana aksolotlom već su učine značajne korake prerma tom cilju.

Jedan od najperspektivnijih smjerova jest liječenje kroničnih rana. Pacijenti s dijabetesom često pate od dugotrajnih, nezacjeljujućih rana na stopalima, a slične probleme imaju i osobe s teškim opeklinama ili tkivnim oštećenjima zbog kroničkih oštećenja krvnih žila uslijed visokog krvnog tlaka. Aksolotlov pristup zacjeljivanju bez ožiljaka i s potpunom obnovom tkiva nudi nadu za razvoj novih terapija koje bi mogle aktivirati slične procese kod ljudi, omogućavajući potpuno zacjeljivanje bez funkcionalnog deficita. Dakle pronalaženje načina da se stvori novo tkivo ili organ na mjestu oštećenog, a povrh toga da ne stoji tamo samo kao ukras već da posjeduje potpunu funkcionalnost.

Nadalje, uspješno rješavanje aksolotlovske enigme kod ljudi bi u transplantacijskoj medicini omogućilo revoluciju neslućenih razmjera. Ako bismo mogli postići sličnu toleranciju na presađena tkiva kakvu imaju aksolotli, to bi eliminiralo potrebu za doživotnom imunosupresijom (davanjem snažnih, redovito vrlo neugodih lijekova protiv reakcije na presađeno tkivo ili organ) kod pacijenata s transplantiranim organima, rješavajući problem odbacivanja organa koji je i dalje veliki izazov.

Još ambicioznije, ali nipošto nemoguće, jest stvaranje mogućnosti regeneracije cijelih organa in situ, na licu mjesta. Zamislite da pacijent s oštećenim srcem ili bubregom više ne treba čekati na donora, već da se vlastito tijelo može potaknuti na oporavak (regeneraciju) svakog oštećenog tkiva ili čak na rast potpuno novog, funkcionalnog organa unutar tijela.

VEGFA - šifra za angiogenezu i rekonstrukciju

Posebno intrigantna je nedavna studija, čije su rezultate detaljno obradili Ars Technica i Science, u kojoj je pokazano kako izmjene na samo jednom genu, VEGFA, mogu djelomično obnoviti sposobnost regeneracije tkiva kod miševa. VEGFA (Vascular Endothelial Growth Factor A protein) je protein čiju sintezu kodita istoimeni gen ključan za rast krvnih žila (angiogenezu), proces vitalan za dovođenje kisika i hranjivih tvari na mjesto ozljede te odvođenje metaboličkih otpadnih produkata. Aktivacijom tog gena, znanstvenici su uspjeli značajno poboljšati ovu vaskularizaciju na mjestu oštećenja, stvarajući povoljnije okruženje za staničnu obnovu i popravak.

Ovo predstavlja ogroman korak naprijed, jer miševima (i ljudima) nakon ozljeda obično nastaju ožiljci – fibrozno tkivo koje popunjava prazninu, ali ne vraća izvornu funkciju. S druge strane, aktivacijom VEGFA postiže se znatno naprednija razina obnove, gdje se tkivo počinje oporavljati na način koji više nalikuje pravoj regeneraciji, a manje pokom "krpanju rupa".

Premda miševima s aktiviranim VEGFA genom neće odmah izrasti novi udovi, jasno je da se otvaraju putevi za ciljane genetske terapije koje bi mogle dramatično poboljšati zacjeljivanje složenih ozljeda. To uključuje, primjerice, ubrzano i kvalitetnije zacjeljivanje lomova kostiju, značajnu obnovu oštećenja hrskavice koja ima izuzetno ograničenu sposobnost samoizlječenja, ili pak ključno poticanje obnove živčanih veza kod lezija kralježnične moždine, gdje je rekonstitucija funkcionalnosti trenutno najveći medicinski izazov.

Predstojeći izazovi i etičke dileme

Sposobnost aksolotla da regenerira dijelove mozga i kralježnice daje nam nadu da bi se slični procesi, jednog dana, mogli potaknuti i kod ljudi, pružajući utjehu onima koji žive s paralizom ili neurodegenerativnim bolestima. U redu, jasno je da nećemo preko noći steći sposobnost regeneracije kakvu ima Wolverine niti ćemo se poput Deadpoola oporaviti od svake rane u nekoliko sekundi, ali istraživanja aksolotla nas korak po korak guraju u tom smjeru.

Naravno, put od laboratorijskog modela do kliničke primjene je dug i popločan izazovima. Razumijevanje genetskih mreža kod aksolotla je jedno, a sigurno i učinkovito prevođenje tih spoznaja na složeniji ljudski sustav je sasvim drugo. Potrebna su daljnja istraživanja kako bi se razjasnili svi mehanizmi, identificirali potencijalni rizici i razvile metode za preciznu kontrolu regenerativnih procesa. Uvijek se nameću i etička pitanja kada se govori o genetskim manipulacijama i promjenama fundamentalnih bioloških procesa kod ljudi.

Paradoks ugroženosti: spašavanje biblioteke genetskih tajni

Ironično je da dok nas aksolotl uči o budućnosti medicine, njegova vlastita budućnost u divljini je iznimno neizvjesna. Unatoč tome što su vitalni za znanstvena istraživanja i popularni kućni ljubimci, u svom prirodnom staništu, jezerima Chalco i Xochimilco u Meksiku, aksolotli su kritično ugrožena vrsta. Njihova populacija je drastično smanjena zbog opsežnih radova na odvodnji i, što je još gore, neprestanog zagađenja vode, što ih doslovno gura na rub izumiranja.

Znanstvenici i konzervatori rade na očuvanju ovih jedinstvenih bića, jer gubitak aksolotla u divljini ne znači samo gubitak jedne vrste, već i gubitak "žive genetske knjižnice" koja sadrži rješenja za neke od najvećih medicinskih izazova čovječanstva.

Bilo bi doista tragično da izgubimo stvorenje koje nam nudi ključeve za vlastito iscjeljenje i bolju budućnost. Stoga je očuvanje aksolotla ne samo etička obveza, već i strateška investicija u medicinsku inovaciju koja bi mogla promijeniti živote milijuna ljudi.

 - - -

^{Igor „Doc“ Berecki je pedijatar-intenzivist na Odjelu intenzivnog liječenja djece Klinike za pedijatriju KBC Osijek. Pobornik teorijske i praktične primjene medicine i znanosti temeljene na dokazima, opušta se upitno ne-stresnim aktivnostima: od pisanja znanstveno-popularnih tekstova u tiskanom i online-izdanju časopisâ BUG, crtkanja računalnih i old-school grafika i dizajna, zbrinjavanja pasa i mačaka, fejsbučkog blogiranja o životnim neistinama i medicinskim istinama, sve do kuhanja upitno probavljivih craft-piva i sasvim probavljivih jela, te neprobavljivog sviranja bluesa.}