Wissenschaftler haben die amputierten Beine von Fröschen nachwachsen lassen, nachdem sie ihnen einen "Cocktail" von Medikamenten gegeben hatten, die in einem Silikonstumpf eingeschlossen waren.
Afrikanische Krallen-Frösche (Xenopus laevis ) sind wie Menschen darin, dass sie verlorene Gliedmaßen nicht auf natürliche Weise nachwachsen lassen können. In der neuen Studie überredeten die Forscher die Frösche erfolgreich, innerhalb von 18 Monaten nach einer Behandlung, die nur 24 Stunden dauerte, Ersatzglieder zu wachsen. Obwohl es einen großen Unterschied zwischen Fröschen und Menschen gibt, erhöht der Befund die Möglichkeit, dass in Zukunft auch Menschen Gliedmaßen nachwachsen könnten.
„Es ist aufregend zu sehen, dass die von uns ausgewählten Medikamente dazu beigetragen haben, ein fast vollständiges Glied zu schaffen“, sagte die Erstautorin Nirosha Murugan, eine Forschungstochter an der Tufts University in Massachusetts, in einer Erklärung . „Die Tatsache, dass es nur einer kurzen Exposition gegenüber den Medikamenten bedurfte, um einen monatelangen Regenerationsprozess in Gang zu setzen, deutet darauf hin, dass Frösche und vielleicht auch andere Tiere ruhende regenerative Fähigkeiten haben, die in Aktion gebracht werden können.“
Tiere haben natürliche Fähigkeiten, sich selbst zu regenerieren. Zum Beispiel menschliche Körper schließen offene Wunden und können sogar Stammzellen verwenden um Teile der Leber nachwachsen zu lassen . Einige Tiere, wie Salamander , kann ganze Gliedmaßen und andere fehlende Teile nachwachsen lassen . Die Mechanismen hinter der Regeneration der Gliedmaßen sind nicht vollständig verstanden, aber weder Menschen noch erwachsene Frösche sind in der Lage, Beine und Arme nachwachsen zu lassen, vielleicht weil diese Gliedmaßen so komplex sind.
Sowohl Menschen als auch Frösche bedecken eine offene Amputationswunde mit Narbengewebe, um weiteren Blutverlust und Infektionen zu stoppen. Menschen haben prothetische Ersatzglieder entwickelt, aber Wissenschaftler waren nicht in der Lage, den Verlust eines wichtigen Glieds wie eines Arms oder Beins wiederherzustellen oder rückgängig zu machen.
Die neueste Forschung verwendete mehrere Medikamente, um verlorenes Gliedmaßengewebe zu regenerieren. Das Team amputierte Froschbeine chirurgisch und brachte dann eine Silikonkappe, die sie „BioDome“ nannten, auf die Wunde jedes Frosches auf. Die Kappe setzte einen Cocktail aus fünf Medikamenten frei, darunter Wachstumshormone, die unterschiedliche Rollen spielten, wie z. B. das Anregen des Nerven- und Muskelwachstums. Eines der Medikamente verhinderte auch, dass die Körper der Frösche Kollagen produzierten , wodurch Wunden normalerweise vernarben.
„Die Verwendung der BioDome-Kappe in den ersten 24 Stunden hilft dabei, eine amniotikaähnliche Umgebung nachzuahmen, die es zusammen mit den richtigen Medikamenten ermöglicht, dass der Wiederaufbauprozess ohne Beeinträchtigung durch Narbengewebe abläuft“, sagt Co-Autor David Kaplan, Professor für Ingenieurwissenschaften an der Tufts University, heißt es in der Erklärung.
Embryonen und Föten entwickeln sich während der Schwangerschaft in einer Fruchtblase . Das Team war in der Lage, einige der gleichen molekularen Signalwege in den Fröschen auszulösen, die verwendet werden, wenn ein Embryo wächst und Gestalt annimmt.
Die neuen Beine sahen normalen Beinen mit ähnlicher Knochenstruktur ähnlich, mit Ausnahme der Zehen, denen die darunter liegenden Knochen fehlten. Die Frösche konnten mit ihrem neuen Bein wie mit einem normalen Bein schwimmen.
Die Ergebnisse wurden am 26. Januar in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht .