Regeneracja tkanek funkcjonalnych u różnych gatunków zwierząt opiera się na zdolności do tworzenia blastemy. Są to skupiska niezróżnicowanych komórek występujących głównie na wczesnych okresach rozwoju zarodkowego, które wypełniają ubytki tkankowe i naprawiają uszkodzone kończyny/przydatki. Meduzy, czyli stułbiopławy, podobnie jak koralowce i ukwiały, wykazują duże zdolności regeneracyjne – zwłaszcza jeżeli chodzi o ich macki, które pozwoliły im zdominować tak wiele różnych środowisk. Sposób, w jaki organizmy te tworzą blastemę, do tej pory był nieznany.
Czytaj też: Rekin dokonał zadziwiającej regeneracji. Zdjęcia potwierdzają coś, co wydawało się niemożliwe
Zespół naukowców z University of Tokyo ujawnił, że u meduz występują tzw. komórki proliferacyjne specyficzne dla naprawy, które są rodzajem aktywnie rosnących, choć niezróżnicowanych komórek macierzystych. Są one bardzo podobne do komórek macierzystych występujących np. w organizmie człowieka, ponieważ mogą stać się wszystkim, czego potrzebuje gospodarz. Mechanizm powstawania blastemy przy użyciu komórek proliferacyjnych specyficznych dla naprawy u meduz został opisany w czasopiśmie PLOS Biology.
Dr Yuichiro Nakajima z University of Tokyo mówi:
Te macierzyste komórki proliferacyjne w blastemie różnią się od rezydentnych komórek macierzystych zlokalizowanych w mackach. Komórki proliferacyjne specyficzne dla naprawy przyczyniają się głównie do budowy nabłonka – cienkiej zewnętrznej warstwy – nowo utworzonej macki.
Meduzy mają podobne zdolności regeneracyjne do salamander, choć wspólnego przodka miały setki milionów lat temu
Komórki macierzyste występujące w mackach stułbiopława Cladonema radiatum i w ich pobliżu są odpowiedzialne za wytwarzanie wszystkich linii komórkowych podczas homeostazy – to taki uniwersalny zestaw naprawczy, który wystarcza każdej meduzie na całe życie. Ale komórki proliferacyjne specyficzne dla naprawy pojawiają się dopiero w momencie urazu. Są podobne do komórek specyficznych dla naprawy występujących u salamander, choć te należą do zupełnie innego infrakrólestwa zwierząt.
Czytaj też: Meduza rodem z innego świata. Wygląda jak Cthulhu, ale nie spotkasz jej w Polsce
U salamander (rząd płazów), będących przedstawicielami organizmów o symetrii dwubocznej, w newralgicznych miejscach skupiają się komórki macierzyste ograniczone do potrzeb określonego typu komórek. To oznacza, że w miejscu utraconej kończyny lub ogona nie wyrośnie np. głowa. W przypadku stułbiopławów (których meduza jest postacią dorosłą), organizmów o symetrii promienistej, zestaw komórek macierzystych skupionych w pobliżu macek jest bardziej uniwersalny.
Dr Sosuke Fujita tłumaczy:
Biorąc pod uwagę, że komórki proliferacyjne specyficzne dla naprawy są analogami ograniczonych komórek macierzystych w kończynach salamander, możemy przypuszczać, że tworzenie blastemy przez komórki proliferacyjne specyficzne dla naprawy jest powszechną cechą nabytą niezależnie w procesie regeneracji złożonych narządów i przydatków podczas ewolucji zwierząt.
Salamandry i meduzy bardzo się od siebie różnią – ostatni wspólny przodek zwierząt o dwubocznej i promienistej symetrii żył setki milionów lat temu. Znalezienie wspólnego mechanizmu naprawczego dla dwóch tak odmiennych grup organizmów żywych jest fascynujące i może sugerować jakiś rodzaj konwergencji (ewolucji zbieżnej). Jest to proces powstawania morfologicznie i funkcjonalnie podobnych cech w grupach organizmów odlegle spokrewnionych, z odrębnymi dla tych grup cechami pierwotnymi. Szkolnym przykładem konwergencji jest przednia kończyna kreta (ssak) i przednie odnóże turkucia podjadka (owad).
Obecnie nie dysponujemy narzędziami pozwalającymi odkryć, w jaki sposób u meduz pojawiły się komórki proliferacyjne specyficzne dla naprawy. To kolejny kluczowy krok, ponieważ może pomóc nam znaleźć sposoby na zapewnienie ludziom zdolności do regeneracji utraconych części ciała. Na ten moment, póki co spotykany tylko w filmach SF, czeka cały świat medycyny.