Aksolotl – zvezda regenerativne biologije u velikoj opasnosti

Aksolotl, poznat nauci kao Ambystoma mexicanum može se naći samo u oblasti jezera Sočimilko (Xochimilco) i Čalko (Chalco), u blizini Meksiko Sitija. Ova vrsta salamandera poseduje niz interesantnih osobina; od neotenije (zadržavanja larvalnih karakteristika tokom celog života) do jednog od najvećih genoma u životinjskom svetu. Genom aksolotla je više od deset puta veći od čovekovog, a manji je samo od genoma ribe dvodihalice Neoceratodus forsteri. Zahvaljujući svojim specifičnostima i lakoći uzgajanja, ovaj vodozemac pronalazi svoje mesto u laboratorijama širom sveta kao predmet proučavanja u raznim biološkim istraživanjima.

           

Karta rasprostranjenja vrste Ambystoma mexicanum; slika vrste Ambystoma mexicanum 

 

Fascinantna moć regeneracije

Aksolotli imaju „supermoć’’ da regenerišu svoje ekstremitete, kičmenu moždinu, srce i ostale organe – mogu sanirati praktično svaku povredu koja ih ne ubije. Kako to uspevaju? Po gubitku ekstremiteta i zaustavljanju krvarenja na mestu povrede, sloj ćelija brzo prekriva mesto oštećenja i formira strukturu koja se naziva epidermis rane, čije ćelije ubrzano rastu i dele se u toku sledećih par dana. Ubrzo počinju da se dele i ćelije ispod ovog sloja, one formiraju blastemu koja ima kupasti oblik. Smatra se da blastemu formiraju dediferencirane ćelije koštanog, hrskavičavog, mišićnog i ostalih tkiva. One potom rastu i dele se tako da do kraja procesa izgrade savršenu kopiju izgubljenog ekstremiteta i diferencijacijom povrate svoj prvobitni identitet. Ne bi li se dobro upoznali sa detaljima ovog procesa, naučnici izučavaju koji su to ključni faktori bez kojih regeneracija nije moguća. Otkriveno je da su makrofagi povezani sa regeneracijom. Bez njih ne dolazi do ponovnog rasta ekstremiteta već samo do nakupljanja ožiljačnog tkiva na mestu amputacije. Ova pojava je sastavni deo zarastanja rana kod ljudi, ali je neuobičajena za aksolotle. Takođe je primećeno da uklanjanje nerva ekstremiteta može ometati proces regeneracije.

Grafički prikaz regeneracije ekstremiteta

Traženje tajne u genomu

Ispitujući koliko puta aksolotli mogu da obnove izgubljene ekstremitete, naučnici su saznali da se nakon pete amputacije značajno smanjuje sposobnost regeneracije. Poređenjem promena aktivnosti gena posle gubljenja ove sposobnosti, naučnici pronalaze razne molekule (kao na primer neuregulin-1 i njegov receptor ErbB2) i procese koji bi mogli biti odgovor na pitanje kako inicirati obnavljanje izgubljenih ekstremiteta kod ljudi. Sekvenciranje njihovog celokupnog genoma, koji broji 32 milijarde baznih parova, završeno je tek 2018. godine i predstavlja veliki korak napred u izučavanju genetičke osnove regeneracije. Bez poznatog genoma bilo je komplikovano koristiti genetički inženjering u istraživanjima. Na primer, moglo se desiti da se neki gen čije deaktiviranje nije izazvalo promenu u regeneraciji pogrešno klasifikuje kao nebitan za nju, dok u stvari samo postoje neki „rezervni’’ geni koji vrše tu funkciju.

Problem ugroženosti

Nažalost, aksolotli se danas nalaze na listi kritično ugroženih vrsta. Ekolog Ričard Grifits sa Univerziteta u Kentu u Ujedinjenom Kraljevstvu ovu pojavu nazvao je „potpunim konzervacionim paradoksom’’, zato što su aksolotli verovatno najšire rasprostranjeni vodozemci širom sveta u prodavnicama kućnih ljubimaca i laboratorijama, a u divljini su skoro izumrli. Jedan od glavnih razloga za ovo je isušivanje i zagađivanje njihovog staništa usled rasta Meksiko Sitija. Već pomenuta trgovina njima predstavlja dodatan udarac za brojnost njihove populacije. 1998. procenjivano je da se oko Sočimilka nalazi 6000 jedinki po kvadratnom kilometru, a danas taj broj je manji od 35 – ovi podaci ilustruju ozbiljnost situacije. Usled godina njihovog gajenja u veštačkim uslovima, uz sparivanje genetički bliskih jedinki, njihov genetički diverzitet je dramatično opao, povećavajući njihovu osetljivost na bolesti. Sve ovo povećava strah i zabrinutost da bismo uskoro mogli da izgubimo ove simpatične životinje. 

Aksolotlov ‚‚osmeh”

Izvori:

• http://sitn.hms.harvard.edu/flash/2018/regeneration-axolotl-can-teach-us-regrowing-human-limbs/?fbclid=IwAR2V_ad2wqFKbDBV_PVpyBoPL_4EV6IvkqqVLsZDGodkJ_Bk4rdHNvBLqYE
• https://dev.biologists.org/content/143/15/2724
• https://www.scientificamerican.com/article/salamander-rsquo-s-genome-guards-secrets-of-limb-regrowth/
• https://www.scientificamerican.com/article/biologys-beloved-amphibian-the-axolotl-is-racing-toward-extinction1/?fbclid=IwAR30svlHU94udNY8dD5l0vXqLwPPbDp9j-92HF0QJBveAH8peWcbeAR39OY