Világszerte emberek milliói kénytelenek végtaghiánnyal élni, ki-ki baleset vagy más ok miatt. Jelenleg az amputált emberek számára nagyobbrészt csak mechanikus – ritkább esetben akár robotizált – protézisek elérhetőek, azonban bármilyen fejlett technológiával is rendelkezzen egy művégtag, sajnos maximum csak megközelíteni fogja tudni az eredetit.  Az összetett végtagok emlősöknél nem – így az embereknél sem – tudnak regenerálódni, igazából csak szövet nő a roncsolt részeken, hogy ne fertőződjön el a seb, illetve ne veszítsen túl sok vért a szervezet. Az állatvilágban azonban számtalan példa akad extrém regenerációs képességekkel rendelkező élőlényekre, melyek nemcsak egy-egy végtagjukat, de – például a földigiliszta esetében – a testük jelentős részét is újra tudják növeszteni.

Természetesen a tudományos világ figyelmét sem kerülhette el az emberi végtagregeneráció lehetősége, és jelenleg is folynak hasonló irányú kutatások. A Science Advances folyóiratban megjelent tanulmány alapján már kézzel fogható eredményeik is vannak: a Tufts Egyetem és a Harvard Egyetem Wyss Intézete közösen kutat egy újszerű eljárást, amivel sikerült felnőtt békák lábát csaknem teljesen visszanöveszteni.

Kötés helyett bioreaktor

A kutatók úgy indították el a regenerációs folyamatot a kísérlethez használt dél-afrikai karmos békáknál, hogy a sebet egy – általuk BioDomenak elnevezett – szilikonsapkába zárták, és amely egy öt hatóanyagból álló koktéllal megtöltött selyemprotein-gélt tartalmazott. A keverékben mindegyik anyag más-más célt szolgál, beleértve a gyulladáscsökkentést, a kollagén termelésének a csökkentését a hegesedés visszaszorításához, a többi anyag pedig az idegrostok, az erek és az izomzat növekedését serkentik.

A BioDome és a hatóanyagok által biztosított környezetnek köszönhetően a hegesedés helyett a regeneratív folyamatok indultak be. Meglepő módon a BioDome mindössze 24 órát volt a békák sebeire helyezve, azonban maga a végtagnövekedés nagyjából 18 hónap alatt fejeződött be.

"A BioDome sapka használata az első 24 órában segít utánozni egy, a magzatvízhez hasonló környezetet, amely a megfelelő gyógyszerekkel együtt lehetővé teszi az újjáépítési folyamatot az azt akadályozó hegszövetek létrejötte nélkül"

– foglalta össze David Kaplan, a Tufts egyetem professzora és a tanulmány egyik társszerzője. A kutatók az eljárás segítségével több békánál is sikerrel visszanövesztették azok lábait. Ezek az újonnan növekedett végtagok felépítésükben egészen megközelítették az eredeti lábakat, továbbá a békák megfelelően tudtak mozogni velük a vízben is. Az új végtagok az eredetihez hasonló csontszerkezettel, belső szövetekkel rendelkeztek, továbbá számos lábujj is elkezdett kinőni rajtuk a megfelelő helyen, bár az utóbbiakból már hiányoztak a csontok.

Következő lépésként az emlősök jönnek

A Tufts csapatának egy korábbi kísérlete a BioDome használatával jelentős mértékű végtagnövekedést mutatott ki, amelyet ráadásul egyetlen gyógyszer, a progeszteron váltott ki. A kapott végtag azonban tüskeszerűen nőtt, és a közelében sem volt használhatóságban a jelenlegi kísérletek során elért normálisabb alakú, funkcionális lábaknak. Az öt gyógyszerből álló koktél eredményeit azonban jelentős sikerként könyvelték el a kutatók. A BioDome alá kerülő adalékanyag összetételének a finomításával, illetve a növekedésre való hatásának a további vizsgálatával még sokat javítható az eljárás. Michael Levin, szintén elismert kutató és a tanulmány társszerzője következő alkalommal már emlősökön tesztelné az új módszert.

"Ha a BioDome alatt a nyílt sebnek folyékony környezetet biztosítunk és ellátjuk a megfelelő gyógyszerkoktéllal, az megadhatja a szükséges első ingereket a regenerációs folyamat beindításához" – mondta.

"Ez egy olyan stratégia, amely az alvó, inherens anatómiai mintázó programok beindítására összpontosít, nem pedig a komplex növekedés külső mikromenedzselésére, mivel a felnőtt állatok még mindig rendelkeznek a testszerkezetük kialakításához szükséges információkkal" – árulta el Levin.

(Fotó: Getty Images, Tufts Egyetem)

Létrehozták a békasejtekből álló, élő robotok következő generációját, a Xenobot 2.0-át Az organikus robotok gyorsabbak és hosszabb ideig élnek, mint az előző generáció tagjai és már kezdetleges memóriával is rendelkeznek.