Ученые обнаружили, что отрезанные ткани морского огурца выживали и даже росли в течение многих лет в обычной морской воде. Это открытие предлагает науке новую модель для регенерации и биомедицинских исследований.

Случайное наблюдение привело к открытию, которое ставит под сомнение одно из самых основных предположений биологии: что отделенная от животного ткань в конечном итоге умирает. Вместо этого исследователи обнаружили, что ткань, извлеченная из морского огурца, оставалась живой, активной и продолжала расти в обычной морской воде более трех лет.

Данное исследование знаменует собой первый задокументированный случай выживания и дальнейшего развития отмершей ткани в течение столь длительного периода вне стерильной, строго контролируемой лабораторной среды. Полученные результаты поднимают интригующие вопросы о пределах клеточной долговечности и регенерации.

Ученые обнаружили, что отрезанные ткани алого морского огурца выживают и регенерируются в течение многих лет в обычной морской воде. Изображение: Pat Webster

Помимо своего значения для биологии, это открытие предлагает исследователям простую новую модель для изучения роста и заживления тканей. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Ученым пока не удалось вырастить новый, полноценный морской огурец, но они наблюдали довольно впечатляющий рост и диверсификацию клеток буквально спустя годы после удаления этой ткани. Это как ящерица, которая теряет хвост. Известно, что некоторые ящерицы могут отрастить новые хвосты, но способен ли хвост стать причиной появления новой ящерицы?

Начиная с середины XX века исследователи разработали «бессмертные» клеточные линии, такие как клетки HeLa, способные неограниченно размножаться в лабораторных условиях. Однако ранее культивируемые ткани выживали только в строго контролируемых асептических условиях, исключающих бактерии и другие организмы. Даже в таких условиях они не демонстрировали признаков заживления, роста или самостоятельного движения.

Динамика изменения ткани ножки трубки через год (сверху) и через несколько лет (снизу) после иссечения, демонстрирующая постепенное заживление раны. Изменение цвета от красного к более светлому белому и розовому отражает образование пигментированных клеток, формирующих скопления здоровой ткани, а также прогресс образования прозрачной соединительной ткани. Изображение: Sara Jobson

Известно, что многие иглокожие, к типу которых и относятся морские огурцы, обладают впечатляющей способностью к регенерации и у них наблюдается незначительное старение клеток. Однако всегда считалось, что утраченные ткани со временем разлагаются или отмирают. Тем не менее, в результате наблюдения выяснилось, что некоторые отслоившиеся от амбулакральной ножки алого морского огурца ткани не разложились спустя несколько недель. Более того, казалось, что они даже начали расти.

Для дальнейшего исследования команда провела эксперименты с использованием тканей, взятых с ног, тела и щупалец трех особей Psolus fabricii — вида морских огурцов, обитающих в холодных водах.

Эксперимент выявил признаки клеточной диверсификации, активности иммунной системы и реорганизации тканей. Несмотря на отсутствие ротового аппарата, ткань, по-видимому, получала питательные вещества, поглощая аминокислоты, растворенные в морской воде. Природная морская вода – это, пожалуй, самая микробиологически разнообразная и наименее чистая среда для экспериментов. И такая среда, полная бактерий и органических веществ, фактически питала ткани и позволяла им заживать и расти.

Когда исследователи завершили эксперименты спустя более трех лет, чтобы опубликовать результаты, ткань оставалась активной. Способность выживать в сложных природных условиях отличает ее от тканей других культур.

Микроскопическое изображение удаленной ножки трубки, окрашенной 5-бром-2'-дезоксиуридином, демонстрирует дифференцировку клеток, при этом более плотная зеленая окраска отражает области с более активными клеточными отростками. Изображение: Sara Jobson

Результаты эксперимента открывают серьезные перспективы для биомедицинской науки и техники, в том числе в области регенерации тканей и антимикробного заживления. А тот факт, что тканевые экспланты морского огурца могут заживать, реорганизовываться и выживать самостоятельно в течение многих лет в естественной морской воде, предполагает совершенно новую модель биологической устойчивости и регенерации тканей.