| Περίληψη |
Η αναγέννηση αποτελεί μια φυσική διαδικασία για την αντιμετώπιση εξωτερικών
προκλήσεων που απειλούν τη σωματική ακεραιότητα του οργανισμού. Πολλοί
οργανισμοί αναγεννούν διαφορετικά μέρη του σώματός τους. Οι σαλαμάνδρες
αναγεννούν την ουρά και τα πόδια τους, τα καβούρια αναγεννούν τα άκρα τους, οι
πλατυέλμινθες μπορούν να αναγεννήσουν οποιοδήποτε μέρος του σώματός τους, οι
άνθρωποι αναγεννούν τμήμα του ήπατος κοκ. Η αναγεννητική ικανότητα ποικίλλει
ανάμεσα σε διαφορετικούς οργανισμούς. Υπάρχουν πολύ κοντινά είδη ζώων τα οποία
διαφέρουν σημαντικά στην αναγεννητική τους ικανότητα. Για να καταλάβουμε πώς
επιτυγχάνεται η αναγέννηση και πώς εξελίχθηκε η αναγεννητική ικανότητα στα
Μετάζωα, πρέπει να συλλέξουμε πληροφορίες από διαφορετικά είδη.
Τα “κλασσικά” γενετικά συστήματα, όπως η Δροσόφιλα, ο νηματώδης C. elegans
και το ποντίκι, παρουσιάζουν πολύ μικρή αναγεννητική ικανότητα. Αντίθετα, σε
οργανισμούς στους οποίους παρατηρείται σημαντική αναγεννητική ικανότητα, όπως
στους αστερίες, στους πλατυέλμινθες, στα καρκινοειδή και στις σαλαμάνδρες, δεν
διαθέτουμε ακόμα ανεπτυγμένα γενετικά εργαλεία για τη μελέτη της αναγέννησης.
Τα τελευταία χρόνια ένα νέο πρότυπο γενετικό σύστημα – το καρκινοειδές Parhyale
hawaiensis – έχει αναπτυχθεί, προσφέροντας νέες δυνατότητες για μελέτη του
φαινομένου της αναγέννησης. Ο Parhyale παρουσιάζει πλήρη αναγέννηση των
άκρων εντός μίας εβδομάδας από την απόσπασή τους.
Κύριος στόχος της διδακτορικής μου διατριβής ήταν η καθιέρωση του αμφιπόδου
καρκινοειδούς Parhyale hawaiensis ως μοντέλου για τη μελέτη της αναγέννησης. Στα
πλαίσια της διδακτορικής μου διατριβής περιέγραψα τη διαδικασία της αναγέννησης
στον Parhyale. Στη συνέχεια, μελετήσα την προέλευση και την πλαστικότητα των
προγονικών κυττάρων που συμμετέχουν στην παραγωγή του νέου ιστού. Ακολούθως,
μελέτησα την αναγέννηση των μυών, εντοπίζοντας έναν κυτταρικό τύπο που
συμμετέχει στην αναγέννηση των μυών στον Parhyale.
Αρχικά, έδειξα ότι ο Parhyale μπορεί και αναγεννά όλα τα άκρα του μέσα σε 5-8
μέρες, αποκαθιστώντας όλους τους κυτταρικούς τύπους, όπως επιδερμίδα, νευρώνες
8
και μύες. Διέκρινα πέντε στάδια στην αναγέννηση άκρων στον Parhyale: (α)
Επούλωση της πληγής, (β) σχηματισμός βλαστήματος, (γ) μορφογένεση, (δ) αύξηση,
(ε) αναγέννηση μυών.
Διαφορετικά ζώα χρησιμοποιούν διαφορετικές στρατηγικές για να αναγεννήσουν
μέρη του σώματός τους. Οι πλατυέλμινθες χρησιμοποιούν ολοδύναμα κύτταρα, ενώ
τα σπονδυλωτά χρησιμοποιούν διαφοροποιημένα προγονικά κύτταρα που
παραμένουν δεσμευμένα στην αρχική τους ταυτότητα. Πραγματοποίησα ανάλυση
γενεαλογιών με χρήση μεταθετών στοιχείων και ανακάλυψα ότι τα προγονικά
κύτταρα του Parhyale παραμένουν δεσμευμένα στην αρχική τους γενεαλογία και
βρίσκονται κοντά στον αναγεννώμενο ιστό. Η αναγέννηση, λοιπόν, στον Parhyale
ομοιάζει σε αυτή των σπονδυλωτών και όχι των πλατυέλμινθων, όσον αφορά την
πλαστικότητα των προγονικών κυττάρων.
Ανακαλυψα επίσης ένα μεσοδερμικό τύπο κυττάρων που εκφράζει το μοριακό δείκτη
Pax3/7 στενά συνδεδεμένο με τις μυικές ίνες. Αυτά τα κύτταρα μοιάζουν σημαντικά
με τα μυικά δορυφορικά κύτταρα των σπονδυλωτών, γι’αυτό τα ονόμασα satellitelike
cells. Κύτταρα ομόλογα των μυικών δορυφορικών κυττάρων δεν έιχαν βρεθεί
ξανά σε μη χορδωτά.
Τα δορυφορικά κύτταρα στα σπονδυλωτά συμμετέχουν στην αύξηση, επιδιόρθωση
και ομοιόσταση των μυών. Η συμμετοχή τους στην αναγέννηση διαφέρει ανάμεσα
στα είδη. Με χρώση πολλαπλασιαζόμενων κυττάρων και πειράματα μεταμόσχευσης,
έδειξα ότι αυτά τα κύτταρα στον Parhyale συμμετέχουν στο σχηματισμό του
βλαστήματος καθώς και στο σχηματισμό των μυών κατά την αναγέννηση.
Τα αποτελέσματα της διατριβής μου καταδεικνύουν σημαντικές ομοιότητες στη
διαδικασία της αναγέννησης στα αρθρόποδα και τα σπονδυλωτά, προτείνοντας
κοινούς κυτταρικούς μηχανισμούς παρόντες στον τελευταίο κοινό τους πρόγονο.
Επίσης, η ανακάλυψη μυικών δορυφορικών κυττάρων στα αρθρόποδα υποδεικνύει
την πιθανή ύπαρξη μυικών δορυφορικών κυττάρων στον τελευταίο κοινό πρόγονο
πρωτοστομίων και δευτεροστομίων. Αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι η ικανότητα
αναγέννησης μυών υπήρχε πριν την Κάμβρια περίοδο. Εναλλακτικά, η αναγέννηση
των μυών μπορεί να εξελίχθηκε ανεξάρτητα στα δύο φύλα, χρησιμοποιώντας έναν
ομόλογο κυτταρικό τύπο, τα μυικά δορυφορικά κύτταρα, ως πηγή των
αναγεννημένων μυων.
|
Αναζήτηση
