Прошедшая конференция ‒ седьмая в серии мероприятий, с 2006 года собирающих ученых, исследующих разные аспекты регенерации на широком спектре моделей. 146 участников со всего мира подготовили 54 устных и 83 стендовых докладов. Россию на конференции представляли сотрудники лабораторий А.Г. Зарайского и Э.Н. Григорян.

За исключением единичных докладов, посвященных разработке материалов, анализу данных и моделированию, и несмотря на растущее число работ на культурах клеток человека, конференция, как и ранее, была посвящена в первую очередь in vivo исследованиям на животных. Повестку этого года определяли рыбка Danio rerio, грызуны и амфибии (X. laevis, аксолотли и тритоны), другие классические модельные объекты, например плодовая мушка и планарии, были представлены меньше, а 14% всех докладов были посвящены регенерации широкого спектра прочих организмов, от стрекающих до асцидий (рис. 1). Было заметно, что крупные группы пытаются вернуть in vivo (или хотя бы на уровень органотипических культур) темы, разрабатывающиеся преимущественно на клеточных культурах; как правило, с применением сложных методик анализа экспрессии генов на уровне отдельных клеток, отслеживания клеток, а также математического моделирования.

Доклады были организованы в пять тематических сессий:

I. Клеточные источники регенерации и задействованные в ней сигнальные пути. В рамках секции разбирались как механизмы, запускающие регенерацию в частных случаях, так и общие для разных видов и моделей. В своих докладах Джеймс Монагхан (Jamnes Monaghan) и Стефано Пикколо (Stefano Piccolo) показали, что для инициации регенерации у самых разных видов животных важно неспецифическое усиление транскрипции, которое зависит от нервного обеспечения и сигнального пути YAP/TAZ, чувствительного к изменениям механических свойств ткани.

II. Регенерация, заживление ран и иммунный ответ. Важность компонентов иммунитета для запуска и прохождения регенерации уже была показана для самых разных моделей и видов животных. Как показала в своем докладе Джоанна Нивс (Joanna Neves), некоторые иммуномодуляторы, например MANF, консервативны, но подавляются с возрастом за счет хронического воспаления; внеся их дополнительно, можно улучшить восстановление дегенерирующей сетчатки у млекопитающих. А вот компоненты врожденного иммунитета, необходимые для регенерации конечности аксолотля, у млекопитающих и взрослых лягушек, неспособных к регенерации, работают иначе, показал Джеймс Годуин (James Godwin); интересно, что различие есть только при ампутации или стерильном ранении ‒ врожденная реакция на инфекцию у этих видов одинакова.

III. Новые подходы и модели для изучения регенерации и развития. В секцию вошли доклады о нестандартных (хоть и отнюдь не новых) модельных объектах (осьминогах, голотуриях, нереидах, бокоплавах), методах прижизненной визуализации и сочетаниях первых со вторыми. Кроме того, Торстен Тхалхейм (Torsten Thalheim) представил трехмерную компьютерную модель крипты кишечника млекопитающих, которая связывает работу сигнальных путей, эпигенетическую регуляцию, биомеханику ткани с процессами дифференцировки стволовых клеток, конкуренции между их клонами и формированием тканевой организации.

IV. Регенерационный потенциал млекопитающих. В рамках секции обсуждались новые данные о моделях регенерации кончика пальца, печени, уха, межпозвоночного диска и кожи. Иуваль Ринкевих (Yuval Rinkevich) обнаружил, что утрата способности к регенерации кожи в раннем развитии и переход к заживлению через шрам связана со сменой популяций фибробластов, отличающихся происхождением и историей экспрессии гена Engrailed1. В раннем развитии преобладают «Engrailed1-наивные» фибробласты; именно они заняты в образовании кожи и регенерации. Со временем они сменяются «Engrailed1-положительной» популяцией, создающей более жесткий внеклеточный матрикс и отвечающей на повреждение образованием шрама. Таким образом, явно показано, что два механизма заживления ‒ регенерация и образование шрама ‒ сосуществуют независимо и осуществляются разными клеточными типами, что подсказывает множество способов смещения баланса между ними в желаемую сторону.

V. Значение моделей, не относящиеся к млекопитающим, для регенеративной медицины. Компромисс между интересами медиков и исследователей был найден в лице рыбки Danio rerio, которой посвящено 6 из 8 докладов этой секции. Франсиско Асуахе (Francisco Azuaje) показал перспективный способ поиска индукторов регенерации у человека: сравнение профилей экспрессии генов в регенерирующем сердце рыбы и в культуре кардиомиоцитов человека, подвергнутой действию широкого спектра лекарств. Те из них, что приближали профиль экспрессии к «рыбьему», тестировались in vitro. Таким образом, было найдено вещество из семейства флавоноидов (точную формулу автор не раскрыл), снизившее гибель кардиомиоцитов и продукцию реактивных форм кислорода в условиях гипоксии и голодания. Ядун Ван (Yadong Wang) просто пересадил регенерат сердца рыбы (избавленный от клеток) в область инфаркта у мыши, что снизило воспаление и фиброз, улучшив сократительную способность поврежденной области; эта же методика помогла восстановить зрительный нерв крысы.

Отдельно хочется упомянуть три доклада из лабораторим Майкла Левина, известной широким размахом тем и нестандартными исследованиями:

• Стендовые доклады Фалон Дюран (Falon Durant) и Иоганны Бишоф (Johanna Bischof) были посвящены «двухголовому фенотипу» при регенерации планарий. В норме средний фрагмент тела регенерирует голову и хвост, но кратковременный блок щелевых контактов октанолом (или воздействие некоторых других веществ) позволяет получить две головы, причем такие планарии впоследствии регенерируют только две головы, несмотря на прекращение воздействия; такой же эффект авторы обнаружили в одном случае при регенерации планарий в космосе. Пересадка фрагментов двухголовых планарий без следов блокатора нормальным особям заставляет их впоследствии регенерировать две головы, в том числе из фрагментов, не контактировавших с трансплантатом (с частотой до 20%). Предполагается, что эта модель поможет обнаружить конкретные механизмы биоэлектрической разметки тела, которую авторы считают основой морфогенеза в развитии и регенерации.
• Нироша Муруган (Nirosha Murugan) показала возможности стимуляции регенерации конечности с помощью повязки-биореактора Biodome. Эксперименты проводили на взрослых лягушках X. laevis, у которых после ампутации конечности отрастает лишь хрящевая спикула. Биореактор представляет собой колпачок из шелкового гидрогеля, сочетающего прочность, неиммуногенность и возможность адаптировать механические свойства и химический состав (например, вносить лекарства). Его надевали сразу после ампутации конечности всего на сутки ‒ и этого хватило, чтобы вызвать удлинение спикулы и прирост кости; добавление же «коктейля» из пяти факторов (BDNF, 1,4-DPCA, RA, GH, Resolvin) привело к формированию крупного регенерата с зачатками пальцев. Авторы также сообщают, что получили обнадеживающие предварительные результаты по применению этого биореактора на ампутированном кончике пальца мыши.

Новость подготовила © Радугина Е.А.

01.11.2018