2. Februar 2022 – Könnten fehlende menschliche Gliedmaßen nachwachsen? Das ist eine Möglichkeit, die Wissenschaftler jetzt erwägen, nachdem sie zum ersten Mal Froschschenkel regeneriert haben.
Wissenschaftler sagen, dass sie Fröschen dabei helfen konnten, Gliedmaßen mit einer Kombination aus fünf Medikamenten zu regenerieren. Obwohl andere Tiere – darunter Salamander, Seesterne, Zebrafische, Eidechsen und Krabben – das alleine können, können Frösche das nicht.
Die Erfolge eines Forscherteams der Universitäten Tufts und Harvard in Boston wecken die Hoffnung, dass eines Tages menschliche Gliedmaßen oder Organe nachwachsen können. Das Potenzial ist enorm, berichten die Forscher in Wissenschaftliche Fortschritte.
Laut den Autoren der Studie werden in den nächsten 30 Jahren allein in den Vereinigten Staaten voraussichtlich mehr als 3,6 Millionen Menschen pro Jahr Gliedmaßen durch Diabetes, militärische Kämpfe, Traumata und periphere Arterienerkrankungen verlieren. Prothesen helfen nur bedingt bei der Mobilität.
Obwohl es auf diesem Gebiet viele wissenschaftliche Fortschritte gegeben hat, konnten Wissenschaftler den Gewebeverlust nicht wiederherstellen oder rückgängig machen.
Die Forscher kombinierten fünf Medikamente, um erwachsenen Fröschen zu helfen, ihre Hinterbeine nachwachsen zu lassen. Die Medikamente wurden in einer tragbaren Kuppel namens BioDome in Gel eingebracht. Die Kuppel wurde nach der Amputation 24 Stunden lang über dem Stumpf des Frosches versiegelt. Das neue Gliedmaßenwachstum trat in den nächsten 18 Monaten auf.
Die Wissenschaftler berichten in a Pressemitteilung dass sie die Fünf-Drogen-Methode nach ihrer vorherigen Arbeit mit einem einzigen Medikament, Progesteron, mit dem BioDome angewendet haben. Bei der Single-Drug-Methode wuchs das Glied als Stachel und hatte nicht die Funktion der Gliedmaßen in der aktuellen Studie.
Jedes der fünf Medikamente hatte eine andere Rolle, darunter die Linderung von Entzündungen, das Stoppen der Kollagenproduktion zur Vermeidung von Narbenbildung und die Förderung des Wachstums von Nervenfasern, Blutgefäßen und Muskeln.
„Die neuen Gliedmaßen hatten eine verlängerte Knochenstruktur mit ähnlichen Merkmalen wie die Knochenstruktur einer natürlichen Gliedmaße, eine reichere Ergänzung von inneren Geweben (einschließlich Neuronen) und mehrere ‚Zehen‘ wuchsen aus dem Ende der Gliedmaße, allerdings ohne die Unterstützung des darunter liegenden Knochens. “, berichteten sie.
Nirosha Murugan, PhD, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am Allen Discovery Center in Tufts und Erstautor der Arbeit, sagt, dass die Vollständigkeit der nachgewachsenen Extremität aufregend war.
„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“, sagt sie.
Die Aktivierung der Signalwege könnte es dem Glied ermöglichen, den Prozess des Wachstums und der Organisation von Gewebe zu übernehmen, ähnlich wie bei einem Embryo, anstatt eine kontinuierliche Therapie über die Monate zu erfordern, die es dauert, um das Glied zu wachsen, sagen die Wissenschaftler.
Nach dem Nachwachsen vieler Frösche reagierten die neuen Gliedmaßen auf Berührungen und waren zum Schwimmen und Bewegen bereit.
Also, was kommt als nächstes Schritt für die Recherche?
“Wir werden testen, wie diese Behandlung bei Säugetieren angewendet werden könnte”, sagte der Autor Michael Levin, PhD, Professor für Biologie an den Tufts Schule der Künste und Wissenschaften und Direktor des Tufts Allen Discovery Center.