Аксолотълите регенерират дори важна част от мозъка си след пълното й отстраняване

Аксолотълът, вид саламандър, който остава във формата на попова лъжичка през целия си живот, е майстор на регенерацията. Наблюдавано е, че аксолотълите възстановяват няколко части на тялото си, включително крайници, очи и дори части от мозъка си.

Поради тази си способност, аксолотълът е изиграл важна роля в света на изследванията, свързани с регенерацията. Сега, в ново проучване, публикувано в Science Immunology, е доказано, че това забележително същество може да възстанови функционален тимус - малък орган, който допринася за имунната функция, обучавайки Т-клетките да се борят с болести и инфекции.

De novo регенерация на тимуса

В новото проучване група изследователи са премахнали тимусите от млади аксолотъли и след това са проследили регенерацията им, използвайки техники за образна диагностика, хистология и секвениране на РНК на единични клетки. Тимусът е съставен от три възела, като всички са премахнати от екипа възможно най-пълно при аксолотълите между шест и осем седмици след излюпването им. Установено е, че много аксолотъли регенерират тимуса си в рамките на 35 дни. Не е наблюдавано друго животно да възстановява тимуса си след пълно отстраняване.

Нодулите (възлите) са заобиколени от извънклетъчен матрикс и не са свързани с други основни структури, което позволява ефективното отстраняване на непокътнати нодули. Кредит: Maximina Yun Lab

"Неочаквано, тимусоподобни структури се появяват отново след пълното отстраняване на нодулите. При едностранна или двустранна тимектомия, регенерирани тимусни нодули са открити за първи път на 7-ия ден след тимектомията и нараснаха значително между 14 и 35-ия ден след тимектомията, като в този момент нодулите изглеждаха морфологично подобни на контралатералните контроли. Като цяло, регенерирани тимусни нодули бяха наблюдавани при ~60% от тимектомираните животни", пишат изследователите.

Още по-важно е, че те откриват, че нововъзникналите тимуси функционират нормално. За да определят функционалността, екипът трансплантира регенерираните тимуси в други аксолотъли. Регенерираните тимуси били транскрипционно и морфологично подобни на непокътнатите тимусни клетки и също така били способни да възстановят нормалната структура, клетъчното разнообразие и имунната функция.

Важни открития относно двигателите на регенерацията

Екипът проучва и някои от факторите, които биха могли да са отговорни за повторното развитие на органа след отстраняването му. Тъй като генът FOXN1 е от съществено значение за развитието на тимуса, изследователите се опиват да разберат дали той може да бъде и молекулярен двигател на de novo регенерация на тимуса. За да проверят хипотезата си, те премахват гена след отстраняване на тимуса при някои от аксолотълите. Изненадващо, делецията на FOXN1 довежда само до недоразвитие на тимусната тъкан, но не предотвратява регенерацията.

Изображение на изчистена глава на аксолот след маркиране на васкулатурата с флуоресцентни лектини. Кредит: Maximina Yun Lab

Екипът анализира и ролята на различни сигнални пътища, използвайки инхибитори, за да определи дали е засегнато повторното развитие на тимуса. Един растежен фактор, наречен мидкин (MDK), се откроява като двигател на регенерацията на тимуса.

"Въпреки че е свързан с ранното развитие на кортикални тимусни епителни клетки (cortical thymic epithelial cells или cTEC) при мишките, но не е изследван преди това в развитието или регенерацията на тимуса, MDK се откроява като водещо взаимодействие на 5 и 21 dpt, но липсва в контролната проба, което предполага специфичен за регенерацията сигнален път. Това е интересно и в светлината на последните открития, предполагащи MDK в регенерацията на крайниците на аксолотълите. На клетъчно ниво, нашият анализ разкрива кръстосана връзка между MDK и специфични стромални отделения, като кожата, фибробластите, Msc + и Col17a1 + популациите имат основня роля в ранния период", пишат авторите на изследването.

Миграция на флуоресцентни лимфоцити, получени от трансплантирания регенериран тимус, в ампутирания пън, бластема и етапите на пръстите (n = 5 крайника) по време на регенерация. Пунктираната линия показва равнината на ампутация. Звездичките означават неспецифична автофлуоресценция. Мащабни ленти, 1000 μm при 0 dpa и 200 μm в други панели. Кредит: Maximina Yun Lab

Превеждане на регенерацията на аксолотълите в човешки терапии

Надеждата е, че изследванията, свързани с регенерацията на тимусните тъкани, биха могли евентуално да доведат до полезни прозрения за регенерацията на тимусната тъкан при хората. Тимусът играе ключова роля в предотвратяването на заболявания при хората, но бавно се влошава с напредване на възрастта. Още по-лошо е, че някои хора трябва да премахнат тимуса си, за да лекуват състояния като миастения гравис или тумори на тимуса, което води до сериозно намален имунен отговор.

Хистология (оцветяване с H&E) и ISH за Foxn1 в неувредения тимус, 1, 3 и 5 dpt (сини стрелки). Кредит: Maximina Yun Lab

Но това проучване открива някои сходства между вътрешните механизми на тимусите на аксолотълите и мишките. Констатацията, че MDK може да играе роля в регенерацията, може да е от значение и за терапиите при хора, въпреки че това все още не е ясно.

Обсъждайки ролята на MDK, екипът пише:

"Въпреки че функцията му в контекста на бозайниците е неизвестна, присъствието му по време на ключови етапи от ембриогенезата на мишките и хората предполага, че той би могъл потенциално да бъде използван при разработването на регенеративни терапии. По този начин предоставените тук прозрения биха могли да бъдат от значение за клинични случаи, включващи пълна тимектомия, като миастения гравис, миома и детска сърдечна хирургия, както и свързана с възрастта инволюция на тимуса, въпреки че това изисква директно изследване."

Бъдещи изследвания могат да разкрият допълнителни подробности, изучавайки ефектите от отстраняването на тимуса при по-стари аксолотъли или изследват произхода на прогениторните клетки при регенерацията на тимуса на аксолотълите.

Справка: Anna Czarkwiani et al, Molecular basis for de novo thymus regeneration in a vertebrate, the axolotl, Science Immunology (2025). DOI: 10.1126/sciimmunol.adw9903

Източник: Axolotls regenerate functional thymus after complete removal, Krystal Kasal, Phys.org

Още по темата

06/10/2025

Медицина

Нобеловата награда за физиология или медицина 2025 е за открития относно периферната имунна толерантност

07/08/2023

Медицина

Тимусът може да спасява животи. Той не е излишен

01/08/2023

Животът

Аксолотъл: Земноводното, което може да регенерира тялото си и да остане вечно младо (видео)

14/11/2022

Медицина

Трансплантация на кръвни стволови клетки може да рестартира имунната система при пациенти с множествена склероза