برای نخستین بار، دانشمندان دانشگاه تگزاس A&M موفق شدهاند یک پروتئین حیاتی را شناسایی کنند که توانایی بازسازی کامل یک مفصل انگشت را دارد؛ کشفی چشمگیر که میتواند در آینده، امکان بازرویی اندامهای انسانی را به واقعیت نزدیکتر کند.
این دستاورد علمی، پژوهشگران را یک گام به هدف کمک به بیش از ۲٫۱ میلیون آمریکایی که در حال حاضر با قطع عضو زندگی میکنند نزدیکتر کرده است. طبق برآوردها، این عدد تا سال ۲۰۶۰ به دلیل افزایش موارد ابتلا به دیابت و بیماریهای عروقی، بیش از سه برابر خواهد شد. چنین آماری نشان میدهد که نیاز به راهکارهای نوین درمانی برای بازسازی اندامها، بیش از هر زمان دیگری احساس میشود.
در طبیعت، برخی حیوانات مانند سمندرها و اکسولوتلها بهطور طبیعی توانایی شگفتانگیزی در بازسازی اندامهای از دسترفته خود دارند. آنها میتوانند پا، دم و حتی بخشهایی از قلب یا نخاع را دوباره بسازند. اما در انسان، این توانایی بهشدت محدود است. بدن انسان معمولاً پس از آسیب، بهجای بازسازی واقعی، به سمت تشکیل بافت اسکار (جای زخم) میرود. تنها استثنا، توانایی بسیار محدود رشد مجدد نوک انگشتان در شرایط خاص، بهویژه در کودکان، است.
اکنون پژوهشگران دانشکده دامپزشکی و علوم زیستپزشکی دانشگاه تگزاس A&M معتقدند که یکی از مهمترین قطعات گمشده این پازل را یافتهاند. مطالعه آنها بر روی گروهی از پروتئینها به نام فاکتورهای رشد فیبروبلاستی (FGF) متمرکز بوده است؛ مولکولهایی که نقش اساسی در رشد، ترمیم و شکلگیری بافتهای بدن ایفا میکنند.
یک پروتئین، پنج بافت
در این پژوهش مشخص شد که یکی از این پروتئینها، یعنی FGF8، قادر است فرایند بازسازی را به شکلی فعال کند که نتیجه آن تشکیل یک مفصل کامل انگشت باشد؛ مفصلی که شامل غضروف مفصلی، تاندونها، رباطها و استخوان است. این موضوع از آن جهت اهمیت دارد که بازسازی همزمان چند نوع بافت متفاوت، یکی از بزرگترین چالشهای پزشکی ترمیمی محسوب میشود.
دکتر لیندزی داوسون، استادیار گروه فیزیولوژی و داروشناسی دامپزشکی، در اینباره توضیح میدهد که دانشمندان مدتهاست میدانند بازسازی استخوان و مفصل به عوامل متعددی نیاز دارد و FGFها یکی از این عوامل کلیدی هستند. با این حال، آنچه این پژوهش را متمایز میکند، این است که تیم تحقیقاتی با کاشت انواع مختلف FGF در بافتهایی که بهطور طبیعی توان بازسازی ندارند، دریافت که FGF8 بهتنهایی میتواند مسیر ترمیم را تغییر دهد.
به گفته داوسون، این پروتئین نهتنها باعث تشکیل یک مفصل جدید میشود، بلکه حتی نشانههایی از آغاز رشد نوک انگشت را نیز ایجاد میکند. اگرچه بافت بازسازیشده هنوز شامل همه اجزای ظاهری مانند ناخن نیست، اما این دستاورد بهعنوان یک گام بسیار مهم در مسیر بازسازی کامل اندامها تلقی میشود.
یافتههای این پژوهش نشان میدهد که FGF8 قادر است به سلولها دستور دهد بهجای رفتن به سمت ایجاد جای زخم، وارد مسیر بازسازی واقعی شوند. به بیان سادهتر، این پروتئین میتواند برنامه طبیعی بدن پس از آسیب را بازنویسی کند و سلولها را وادار سازد تا ساختارهای پیچیده و عملکردی بسازند.
داوسون این پژوهش را یک «اثبات مفهوم» میداند و میگوید: “این سلولها معمولاً دچار اسکار میشوند، اما FGF8 به آنها میگوید کار متفاوتی انجام دهند و در نهایت پنج نوع بافت مختلف را شکل میدهند. ما واقعاً شگفتزده شدیم که یک عامل زیستی تا این حد توانمند باشد.”
از انگشت تا اندام
هدف نهایی تیم تحقیقاتی، شناسایی تمام سیگنالهای زیستی لازم برای بازسازی کامل انگشت است. پژوهشگران امیدوارند که با شناخت این عوامل، بتوان همان سیگنالها را در سایر نقاط بدن، مانند بازو یا پا، به کار گرفت و در نهایت به بازرویی کامل اندامها دست یافت.
این کشف همچنین میتواند پیامدهای مهمی برای درمان بیماریهای تحلیلبرندهای مانند آرتروز داشته باشد؛ بیماریای که در آن ترمیم غضروف مفصل همچنان یکی از دشوارترین چالشهای پزشکی مدرن است.
در صورت موفقیت ادامه این تحقیقات، پزشکی ممکن است وارد عصر تازهای شود؛ عصری که در آن فاصله میان ترمیم ساده زخم و بازسازی واقعی اندامهای انسانی از میان برداشته شود، قابلیتی که تاکنون تقریباً فقط در دنیای حیوانات دیده میشد.