Am y tro cyntaf dangoswyd i lyffantod llawndwf aildyfu coesau wedi'u torri i ffwrdd gan nodi hynny fel datblygiad arloesol ar gyfer adfywio organau.
Adfywio yn golygu aildyfu rhan o an organ o feinwe gweddilliol. Gall oedolion sy'n bodau dynol adfywio'n llwyddiannus rai organau fel yr afu ac yn enwedig croen sy'n cael ei adnewyddu a'i atgyweirio'n rheolaidd ond yn anffodus meinweoedd dynol y mwyafrif. organau nad oes ganddynt y gallu i adfywio. Nod maes meddygaeth atgynhyrchiol yw dod o hyd i ffyrdd o ail-sbarduno meinweoedd yn ein corff i adfywio. Yr ateb delfrydol fyddai sefydlu llwybrau pwysig a all adfer meinwe, er enghraifft braich, o'i gelloedd ei hun, fodd bynnag, nid yw'n achos syml gan fod gwyddonwyr yn dal i geisio deall naws adfywio meinwe.
Mewn astudiaeth a gyhoeddwyd yn Adroddiadau Cell, nod gwyddonwyr o Brifysgol Tuft UDA oedd deall gallu adfywio meinwe a sut mae celloedd yn cydweithredu ac yn ffurfio tri dimensiwn organ. Dewisasant atgynhyrchu tyfiant meinwe anifail nad yw fel arfer yn atgynhyrchu a dewiswyd amffibiad - broga crafanc Affricanaidd dyfrol oedolyn (Xenopus laevis) - anifail labordy a ddefnyddir yn gyffredin mewn ymchwil. Cyfyngedig iawn yw gallu amffibiaid i adnewyddu meinwe tebyg i fodau dynol. Llwyddodd gwyddonwyr i ddylunio dyfais sy'n ail-sbarduno cynhyrchu meinwe yn y safle trychiad ac sy'n galluogi rhannol i adfywio braich ôl mewn broga Xenopus llawndwf.
Coesau sy'n aildyfu wedi'u torri i ffwrdd
Yn gyntaf, cafodd bio-adweithydd gwisgadwy ei argraffu mewn 3D mewn silicon a'i lenwi â hydrogel. Nesaf, gosodwyd proteinau sidan hydradol ar y polymer hydrogel hwn y gwyddys ei fod yn hyrwyddo iachâd ac adfywio. Ychwanegwyd yr hormon progesterone - niwrosteroid - y gwyddys yn gyffredinol ei fod yn ymwneud â mislif, beichiogrwydd a bwydo ar y fron. Mae Progesterone hefyd yn ymwneud â hyrwyddo atgyweirio nerf pibellau gwaed a meinweoedd eraill. Rhannwyd y brogaod yn grwpiau arbrofol, rheolaeth a ffug. Mewn grwpiau rheoli a ffug adweithydd dyfais ei bwytho i mewn i'r llyffantod yn syth ar ôl y trychiad aelod. Mewn grŵp arbrofol, rhyddhawyd progesterone gan y bio-adweithydd i'r safle trychiad. Cafodd y dyfeisiau eu tynnu ar ôl 24 awr. Yna gwelwyd y brogaod yn rheolaidd am sawl mis. Datblygodd brogaod yn rheoli a grwpiau ffug pigyn tenau, cartilaginous yn y safle trychiad sy'n normal pan fydd meinwe'n ailfywiogi heb gymorth. Dim ond mewn brogaod o grŵp arbrofol y gwelwyd bod dyfais bio-adweithydd yn ysgogi aildyfiant mwy o'r breichiau ac roedd brogaod yn aildyfu atodiad siâp padl mwy strwythuredig yn agos at fraich a ffurfiwyd bron yn llawn. Roedd hyn yn arwydd o adfywiad meinwe gyda chymorth. Roedd y gwahaniaeth gweladwy yn amlwg o fewn ychydig wythnosau ei hun yn awgrymu bod y ddyfais bioreactor yn creu amgylchedd cymorth o amgylch y clwyf i alluogi meinwe i dyfu - yn debyg i sut y byddai meinweoedd yn tyfu mewn embryo y tu mewn i'r groth. Roedd cyflenwad byr o progesteron o'r bio-adweithydd (wedi'i osod am 24 awr yn unig) wedi sbarduno twf meinwe meddal ac asgwrn dros gyfnod o sawl mis. Ar ôl dadansoddi histoleg ac archwiliad moleciwlaidd o'r adeileddau a adfywiwyd, datgelwyd bod yr aelodau hyn yn fwy trwchus a bod ganddynt esgyrn mwy datblygedig, nerfiad a fasgwlareiddio. Roedd yr anifeiliaid a gafodd eu trin â progesterone hefyd yn fwy egnïol na grwpiau rheoli a ffug.
Daeth tyfiant y coesau i ben ar ôl tua chwe mis ond arweiniodd at dyfiant llai nodweddiadol o fysedd a bysedd traed. Roedd gan yr aelodau a oedd wedi aildyfu gyfaint a dwysedd esgyrn da, prif bibellau gwaed, nerfau wedi'u gosod yn dda a gallai'r brogaod hyn hyd yn oed nofio yn debyg i'r ffordd arferol y byddai llyffantod heb eu torri i ffwrdd yn defnyddio eu coesau brodorol. Dangosodd dadansoddi dilyniant RNA a thrawsgrifiad fod mynegiant genynnau yn y celloedd ar y safle trychiad yn cael ei addasu gan y bio-adweithydd. Felly, roedd genynnau sy'n gysylltiedig â straen ocsideiddiol a gweithgaredd celloedd gwaed gwyn yn weithredol (uwchreoleiddio) ac roedd rhai eraill wedi'u his-reoleiddio. Lleihawyd y creithiau a'r ymateb imiwn hefyd gan ganiatáu i adfywiad fynd rhagddo trwy wanhau ymateb naturiol y corff i anaf a fyddai fel arall wedi amharu ar y broses adfywio.
Dyfodol
Mae'r astudiaeth hon yn seiliedig ar y rhesymeg o ddiffinio rhaglen kickstart neu sbardun a fyddai'n arwain at dwf hirdymor. Gellir ei alw'n fodel newydd o symbyliad celloedd. Mae astudiaethau cynharach wedi dangos y gall llygod adfywio’n rhannol flaenau bysedd sydd wedi’u torri i ffwrdd o dan amgylchiadau arferol ond oherwydd nad ydyn nhw’n ddyfrol ac nad oes dŵr i’w hamddiffyn, felly yn wahanol i amffibiaid nid oedd y broses mewn llygod yn effeithlon oherwydd bod celloedd sensitif wedi’u hadfywio wedi dioddef arwynebau caled eto a eto. Dylai'r dull adfywio mewn anifail asgwrn cefn fod yn berthnasol i famaliaid ac i'r corff dynol ac efallai yn fuan iawn yn y dyfodol y gallem adfywio organau cymhleth y gellid eu defnyddio ar gyfer trawsblannu organau neu unrhyw fath o anafiadau a allai hyd yn oed canser.
***
Ffynhonnell (au)
Herrera-Rincon C et al. 2018. Mae Cymhwyso Progesteron yn Lleol Cryno trwy Fio-adweithydd Gwisgadwy yn Ysgogi Ymateb Atgynhyrchiol Hirdymor yn Hindlimb Xenopus Oedolion. Adroddiadau Cell. 25 (6). https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.10.010
***
