În viitorul apropiat, malformațiile congenitale, leziunile traumatice, pierderea membrelor și poate chiar cancerul ar putea fi vindecate prin bioelectricitate - semnale electrice care comunică celulelor noastre cum să se „reconstruiască”.

Michael Levin, profesor de biologie la Universitatea Tufts și director al Centrului Tufts pentru biologie regenerativă și de dezvoltare, a testat această idee inovatoare pe viermi plați și broaște.

Cercetările lui Levin investighează modul în care bioelectricitatea oferă contextul și instrumentele pentru modul în care se construiește corpul nostru - și cum ar putea fi viitorul medicinei regenerative.

În cel mai recent episod al Podcastului Big Brains al Universității din Chicago, Levin explică cercetările sale și ce ar putea însemna pentru viitorul medicinei, plecând de la premisa că, în viitor, organele, membrele amputate sau chiar celulele cerebrale deteriorate ar putea crește singure.

Posibilitățile medicinei regenerative pot suna a science-fiction, dar ar putea fi mai aproape de realitate decât credeți. Există, în acest moment, mulți oameni care lucrează la în cercetarea regenerativă, iar Levin crede că, în calitate de societate, vom reuși să rezolvăm această problemă. De fapt, de ani de zile, Levin a lucrat la noi tehnologii care ar putea regenera membre, repara țesuturi și multe altele.

De la defecte congenitale, leziuni traumatice, îmbătrânire, boli degenerative, cancer, toate aceste lucruri se reduc la problema unui grup de celule care nu știu cum sau nu sunt capabile să construiască ceea ce trebuie. Dacă avem răspunsul la această întrebare, cum comunicăm un obiectiv anatomic unei colecții de celule? Cum ar putea fi rezolvate toate aceste lucruri? Răspunsul specialistului vine într-un singur cuvânt: bioelectricitate.

Toate celulele corpului nostru, din momentul în care ești un embrion cu două celule, formează rețele electrice care procesează informații, mai întâi informații despre formă și mai târziu informații despre comportament.

Evoluția a observat că electricitatea a fost o modalitate excelentă de stocare și procesare a informațiilor cu mult înainte de apariția neuronilor, astfel încât chiar și formele elementare, bacteriene, asta înseamnă că până și bacteriile își pot coordona deja activitatea folosind semnale electrice. Ceea ce a făcut evoluția a fost să exploateze aceste proprietăți computaționale ale rețelelor electrice cu toate celulele corpului.

Dar ce legătură are, totuși, bioelectricitatea cu medicina regenerativă? Tiparele sunt codificate în rețeaua electrică a corpului embrionului timpuriu și ulterior exact în modul în care ne gândim că amintirile despre navigarea în spațiul tridimensional sunt codificate în creier.

Levin crede că utilizarea bioelectricității pentru a modela „software-ul” nostru este cheia viitorului medicinei regenerative. „Biologia este incredibil de reprogramabilă. Nu este un lucru fix, iar tratarea ei în acest fel, atât în context medical, cât și, să spunem, în context evoluționist, lasă pe tapet majoritatea lucrurilor interesante.”

Și multe din aceste lucruri nu sunt doar teoretice. Levin a arătat deja că acest lucru este posibil. „Aceasta ne învață că acești indivizi de tipul broaștelor sau amfibienilor au un tip de inteligență care nu numai că poate rezolva probleme în morfospațiu, adică să fie tăiați în bucăți și apoi să-și amintească și câte capete ar trebui să aibă și să știe când să se oprească din creștere și tot felul de lucruri de acest gen. Dar au și capacitatea de a muta informațiile învățate de la un țesut la altul”, a spus cercetătorul.

Ceea ce a descoperit Levin a fost că există un model electric care este stocat de țesut, iar acest model le spune câte capete ar trebui să aibă o ființă și unde ar trebui să se formeze capul. Ceea ce a reușit să facă a fost să rescrie acest tipar folosind diverse medicamente care deschid și închid aceste canale ionice. Deci, practic, manipulează interfața nativă pe care celulele o folosesc pentru a se controla reciproc și modelul electric din interiorul țesutului, iar atunci când este timpul ca acestea să se regenereze, celulele consultă practic acel model și construiesc ceea ce li se spune.
Un lucru pe care l-au aflat cercetătorii este că aceste amintiri de tipare electrice sunt instructive. De fapt, ele determină ce se întâmplă în continuare.

Dar dacă bioelectricitatea ar putea schimba arhitectura biologică a unui vierme, ar putea face același lucru pentru oameni? Se știe deja că oamenii au capacitatea de a-și regenera ficatul. Acest lucru demonstrează că regenerarea nu este imposibilă pentru mamifere. De fapt, Levin chiar a reușit să regenereze un picior din spate al unei broaște.
„Am început cu cozile mormolocilor și, astfel, există un stadiu în care mormolocii nu-și regenerează cozile. Cozile de mormoloc sunt interesante pentru că au măduva spinării, mușchi și vase de sânge, așa că am reușit să folosim semnale bioelectrice pentru a face să crească din nou o coadă. Apoi am trecut la picioare și am descoperit cum să inducem formarea piciorului posterior la o broască adultă, ceea ce nu se mai făcuse până atunci. Iar acum am trecut la mamifere. Acum suntem la șoareci”, a declarat acesta.

__________________________________________________________________________________________________

Urmăriți emisiunile preferate pe protvplus.ro: