Старение человека, перспективы излечения старения

[Thunderclap]

У меня есть несколько вопросов по поводу причин старения.

1) Какую роль играет укорачивание теломер в процессе деления клетки в старении организма?

2) Еще я читал, что накопление мутаций в ДНК при делении клеток играет основопологающую роль в старении организма. Это теория или уже доказанный факт? И конкретно каким образом накапливающиеся мутации могут разрушить организм?

3) Есть ли еще какие-нибудь процессы, ответственные за старение (кроме укорачивания теломер и накопления мутаций)?

[Ssid]

Ну на первые два вопроса вы уже ответили в третьем... 
Старение происходит и на уровне отдельных систем ,как износ, и на уровне нарушения регуляции, и на уровне отдельных клеток, и на генетическом...
Не знаю, насколько вообще корректно пытаться все это свалить в одну кучу

[ВадимZero]

3) Есть ли еще какие-нибудь процессы, ответственные за старение (кроме укорачивания теломер и накопления мутаций)?

Активные Формы Кислорода (оксиданты)...Они основная причина повреждения ДНК..

Это теория или уже доказанный факт?

Факт....вроде как

[dims]

1) Какую роль играет укорачивание теломер в процессе деления клетки в старении организма?

Я думаю, укрорачивание теломер играет чисто функциональную роль. Клетка рождается, созревает, претерпевая определённое количество делений, выполняет свою работу и умирает. Пример -- клетки кожи.

2) Еще я читал, что накопление мутаций в ДНК при делении клеток играет основопологающую роль в старении организма. Это теория или уже доказанный факт?

Это версия Nucleosome. Насколько понимаю, достаточно распространённая. Я с ней согласен за исключением той детали, что не полагаю накопление мутаций неизбежным процессом.

[Thunderclap]

Я думаю, укрорачивание теломер играет чисто функциональную роль.

Но ведь в конечном итоге после нескольких десятков делений клетка перестает делиться и функционировать. Именно из-за процесса укорачивания теломер. Количество клеток не бесконечно, и со временем все клетки умирают. Где здесь ошибка?

Это версия Nucleosome. Насколько понимаю, достаточно распространённая. Я с ней согласен за исключением той детали, что не полагаю накопление мутаций неизбежным процессом.

Каким образом эти мутации приводят к смерти? Насколько я понимаю, ДНК деформируется настолько, что клетка теряет способность к дальнейшему делению и функционированию, но почему в таком случае деформированная ДНК не может быть скопирована? Она же все еще является ДНК.

[Nucleosome]

Я не против того, чтобы Вы прямо здесь и сейчас вывели новый закон.

это давно сформулированно - оно просто следствие. я тут не при чём.

У живого есть механизмы репарации, которые действуют в сторону, противоположную старению. Следовательно, живое стареть не обязано. Вот и всё.

системы репарации дают замедление, и очень сильное, но тем ошибкам, которые они пропускают всё равно есть они или нет, так что откуда следует "не обязаны" из-за существования систем репарации? каком механизм возможной отмены накопления чего-либо, что пропускает часть накапливаемого?

Именно из-за процесса укорачивания теломер. Количество клеток не бесконечно, и со временем все клетки умирают. Где здесь ошибка?

в том, что есть фермент теломераза, который теломеры восстанавливает, и вот когда он перестаёт работать или работает не достаточно эффективно, тогда и начинаются проблемы - потому в итоге и было показано, что укорочение теломер - не причина, а следствие старение.

Насколько я понимаю, ДНК деформируется настолько, что клетка теряет способность к дальнейшему делению и функционированию, но почему в таком случае деформированная ДНК не может быть скопирована? Она же все еще является ДНК.

если она перестанет быть ДНК, то клетка сдохнет очень быстро - лишь только исчерпает свой запас РНК, скопированна она, конечно может быть - клетка всё равно продолжает делится, но скопированна она будет с ошибками, которые уже несёт.

Они основная причина повреждения ДНК..

ну что там именно причина - не суть важно - даже вода может быть причиной мутаций, по сути же причина мутаций - это сама ДНК по своей сути.

Старение происходит и на уровне отдельных систем ,как износ, и на уровне нарушения регуляции, и на уровне отдельных клеток, и на генетическом...
Не знаю, насколько вообще корректно пытаться все это свалить в одну кучу

думаю тут происходит так - в организме с годами накапливаются разного рода ошибки - на всех уровнях, но пока ДНК клеток будет целым или лучше сказать повреждённым не достаточно, то их можно по крайней мере теоретически исправить (не всё конечно - конечности не отрастают, зубы тоже, шрамы остаются даже после мелких травм, да и даже ногти не всегда восстанавливаются как были...), однако если ДНК "пробито" то исправить уже ничего нельзя даже теоретически. отсюда следует, что если каждый будет иметь замороженный набор своих стволовых клеток, то пересаживая их в те места, которые обычно организм не в состоянии восстановить можно "омолаживаться" довольно долго, но во-первых этот набор всё равно иссякнет, а чтобы его поддерживать его клетки надо делить, то есть вносить новые мутации. так удлинить и даже довольно сильно получится, но "обессмертить" нет. да и как-то не очень это - то, сколько проживёшь зависит от того, сколько в морозилке осталось добра...

[-Asket-]

пока ДНК клеток будет целым или лучше сказать повреждённым не достаточно, то их можно по крайней мере теоретически исправить (не всё конечно - конечности не отрастают, зубы тоже, шрамы остаются даже после мелких травм, да и даже ногти не всегда восстанавливаются как были...)

Как я понимаю, регенеративные способности были в значительной мере заблокированы у высокоорганизованных животных в ходе эволюции. Ведь дополнительная свобода для делящихся клеток повышает вероятность появления раковых заболеваний, а шансы на выживание в дикой природе животного с серьезной травмой, даже при возможности полной регенерации, близки к нулю. Т.е. ограничение регенерации позволяло избежать рака большему числу организмов, чем ее усиление - выжить после ранения.

В лаборатории профессора Элен Хебер-Кац в Институте Вистара (Филадельфия, США) удалось «выключить» ген р21, блокирующий регенеративные способности, у мышей генетической линии MRL. В результате мыши обрели способность восстанавливать повреждённые ткани: если сделать дырку в ухе у такой мыши, то она полностью затянется. Вокруг повреждения будут сформированы все типы ткани — хрящ, кожа, кровеносные сосуды — без образования шрама. Это потрясающее качество помогает мышам избавляться не только от дырок в ушах, но и от последствий инфаркта. Сердечная мышца у них после инфаркта восстанавливается полностью.

[ВадимZero]

в том, что есть фермент теломераза, который теломеры восстанавливает, и вот когда он перестаёт работать или работает не достаточно эффективно, тогда и начинаются проблемы - потому в итоге и было показано, что укорочение теломер - не причина, а следствие старение.

Насколько я знаю теломераза работает только в стволовых и половых клетках. В соматических она отключена. Вроде как уже есть пептиды, которые активизируют теломеразу и в клетках сомы.

ну что там именно причина - не суть важно - даже вода может быть причиной мутаций, по сути же причина мутаций - это сама ДНК по своей сути.

Когда дело доходит до лечения важна именно основная причина. Причиной повреждения ДНК может быть и квазар в далекой галактике.

а чтобы его поддерживать его клетки надо делить, то есть вносить новые мутации. так удлинить и даже довольно сильно получится, но "обессмертить" нет.

А если записать ДНК на цифровой носитель, и обновлять им стволовые клетки время от времени?

В лаборатории профессора Элен Хебер-Кац в Институте Вистара (Филадельфия, США) удалось «выключить» ген р21, блокирующий регенеративные способности, у мышей генетической линии MRL. В результате мыши обрели способность восстанавливать повреждённые ткани: если сделать дырку в ухе у такой мыши, то она полностью затянется. Вокруг повреждения будут сформированы все типы ткани — хрящ, кожа, кровеносные сосуды — без образования шрама. Это потрясающее качество помогает мышам избавляться не только от дырок в ушах, но и от последствий инфаркта. Сердечная мышца у них после инфаркта восстанавливается полностью.

А на вероятность рака как повлияло?

[Thunderclap]

в том, что есть фермент теломераза, который теломеры восстанавливает, и вот когда он перестаёт работать или работает не достаточно эффективно, тогда и начинаются проблемы - потому в итоге и было показано, что укорочение теломер - не причина, а следствие старение.

Тогда причиной старения будет являться недостаточно эффективная работа теломераз. Почему этот процесс считается менее значимым, чем накопление мутаций? Ведь если гипотетически сделать механизм репарации ДНК идеальным, а теломеразы не трогать, то организм все равно умрет.

если она перестанет быть ДНК, то клетка сдохнет очень быстро - лишь только исчерпает свой запас РНК, скопированна она, конечно может быть - клетка всё равно продолжает делится, но скопированна она будет с ошибками, которые уже несёт.

И все-таки, как накопленные мутации могут привести к смерти клетки? Белки утрачивают способность "считывать" генетическую информацию, или что?

[Nucleosome]

Тогда причиной старения будет являться недостаточно эффективная работа теломераз. Почему этот процесс считается менее значимым, чем накопление мутаций?

потому что накопление мутаций и будет являтся причиной недостаточной эффективности работы теломераз

И все-таки, как накопленные мутации могут привести к смерти клетки? Белки утрачивают способность "считывать" генетическую информацию, или что?

нет. появляется слишком много не-функциональных, или недостатчоно фанкциональных белков или разбалктываются системы регуляции их синтеза - из-за мутайив в ругяляционных участках.

В соматических она отключена.

насколько я понимаю однозначно это пока не ясно.

А на вероятность рака как повлияло?

рак у мышей отследить труднее поскольку они слишком мало живут, чтобы дожить до него в массе своей.

А если записать ДНК на цифровой носитель, и обновлять им стволовые клетки время от времени?

на данный момент технологии очень далеки от подобных возможностей.

Ведь дополнительная свобода для делящихся клеток повышает вероятность появления раковых заболеваний, а шансы на выживание в дикой природе животного с серьезной травмой, даже при возможности полной регенерации, близки к нулю.

видимо так и есть, хотя тут речь не только о раковых заболеваниях, но и о том, что чем более разных клеток в организме и чем больше у них связей друг с другой, тем больше вероятность того, что при восстановлении эти связи восстановятся не правильно, и регенерация будет никому не нужна, а даже вредна (похожее видел на себе, на примере двух своих ногтей...), потому и результаты у мышей смотрятся несколько странно... да и картинок контроля нет.

[ВадимZero]

насколько я понимаю однозначно это пока не ясно.

Почему не ясно? Предел Хейфлика существует именнно потому, что теломераза выключена, потому количество делений ограничено длинной теломеры. У раковых клеток теломераза активируеться что позволяет им бесконечно делиться.

на данный момент технологии очень далеки от подобных возможностей.

Главное что технически она может появиться. Отдельные участки генома мы уже умеем создавать по проекту.

[Dem]

но и о том, что чем более разных клеток в организме и чем больше у них связей друг с другой, тем больше вероятность того, что при восстановлении эти связи восстановятся не правильно, и регенерация будет никому не нужна, а даже вредна

Ну так на то человеку и мозги, чтобы процессу на макроуровне помочь.

Почему не ясно? Предел Хейфлика существует именнно потому, что теломераза выключена, потому количество делений ограничено длинной теломеры.

Насколько я этот предел понял - ДНК исходной клетки не укорачивается, и она может делиться сколько угодно.

[Nucleosome]

ДНК исходной клетки не укорачивается, и она может делиться сколько угодно.

исходной это какой? стволовой?

Отдельные участки генома мы уже умеем создавать по проекту.

ну да - их даже можно вживлять в ДНК, другой клетки - клонировать не так уж сложно, но вот сделать на уровне каждой отдельной клетки и клеток когда также много как  в нашем организме - вот тут уже глухо

Предел Хейфлика существует именнно потому, что теломераза выключена, потому количество делений ограничено длинной теломеры.

насколько я знаю по последним данным на то большие сомнения

[Dem]

исходной это какой? стволовой?

делящейся.
при делении по хромосоме-оригиналу пробегает белок, создавая хромосому-копию. Копия получается короче на размер белка - аппаратное ограничение.  Но хромосома-оригинал осталась какой была!

ну да - их даже можно вживлять в ДНК, другой клетки - клонировать не так уж сложно, но вот сделать на уровне каждой отдельной клетки и клеток когда также много как  в нашем организме - вот тут уже глухо

А оно нам надо - каждой? Достаточно сделать одну и размножить.  А те, из которых организм уже состоит - пусть работают как умеют, постепенно заменятся.

[-Asket-]

Статья: http://www.pnas.org/content/107/13/5845.full
Автор: http://www.wistar.org/our-science/scientists/ellen-heber-katz-phd

Роль р21 в естественной регенерации конечностей у млекопитающих
Регенерация конечностей и прочих крупных анатомических образований, как правило, не характерна для млекопитающих, однако распространена среди более примитивных животных. Хорошо известны примеры восстановления конечностей у аксолотлей и тритонов, а гидры и губки могут регенерировать и более обширные повреждения. Отличительной чертой такой регенерации является формирование бластемы — слоя активно пролиферирующих клеток, способных восстановить поврежденную или утраченную часть тела. Напротив, у млекопитающих заживление раны происходит через замещение пораженного участка соединительной тканью и приводит к формированию нефункционального образования — рубца [1].
Обнаружение у мышей линии MLR уникальных регенеративных способностей позволило сделать вывод о том, что формирование рубцовой ткани — не единственный возможный механизм заживления повреждений у млекопитающих. Давно отмеченной особенностью MLR мышей была неэффективность использования перфораций в ушных раковинах как способа мечения этих лабораторных животных. Так, в течение месяца у MLR мышей происходит заращение отверстия с полным восстановлением структуры ткани без каких-либо признаков рубца (рис., вверху) [2]. Более того, эти животные могут регенерировать суставные хрящи и, частично, ампутированные пальцы [3, 4].
Молекулярный механизм, лежащий в основе описанного фенотипа, до сих пор оставался не раскрытым. Попытки генетического картирования засвидетельствовали полигенную природу этого признака: за MLR-фенотип, по-видимому, отвечают более 20 локусов, распределенных по разным хромосомам [5]. Недавно группе д-ра Ellen Heber-Katz удалось сделать первый шаг на пути к раскрытию тайны MLR мышей. Согласно результатам, опубликованным в мартовском номере журнала PNAS, дефицит р21, ключевого регулятора клеточного цикла, достаточен для воссоздания у мышей фенотипа, весьма схожего с MLR.
Авторы работы исходили из предположения, что механизмы, лежащие в основе регенерации в обход образования рубцовой ткани, подобны у организмов разных видов. Действительно, есть свидетельства того, что у губок, гидр и амфибий клетки, отвечающие за регенерацию, характеризуются двумя особенностями: во-первых, активацией молекулярной программы ответа на генетические повреждения [6] и, во-вторых, накоплением клеток в G2/M фазе клеточного цикла [7, 8]. Отметим, что так называемый «G2/M-арест» свойственен клеткам с выраженным регенеративным потенциалом — гепатоцитам и стволовым клеткам [9, 10]. Поэтому в начале Bedelbaeva с соавт. сравнили количество клеток, находящихся в G2/M фазе, у мышей с MLR-фенотипом и без такового (сравнивались также конгенные и рекомбинантные инбредные (RI) мыши). Как ожидалось, накопление клеток в G2/M фазе клеточного цикла преобладало у MLR мышей (особенно у RI линий — более 60%), в то время как у линий мышей с обычным регенеративным потенциалом большинство клеток находилось в G1 фазе.
Что может вызывать задержку клеток в G2/M фазе клеточного цикла? Одним из хорошо известных регуляторов «контрольных точек» является белок-онкосупрессор Р53, активация которого происходит, в частности, при повреждении геномной ДНК [11]. Авторы показали, что белок Р53 легко обнаруживается в клетках, полученных из интактной ткани уха «регенерирующих» MLR мышей, в то время как в неповрежденной ткани обычных В6 мышей Р53 не выявляется; при этом большинство Р53-позитивных клеток находится в G2/M фазе. Кроме того, в отличие от контрольных мышей, пунктирование ушной раковины у MLR мышей вызывало повышение экспрессии Р53 в поврежденной и регенерирующей ткани.
Таким образом, «арест» клеточного цикла и активация Р53 у животных с MLR-фенотипом могут свидетельствовать о повышенном уровне повреждений ДНК в клетке. Действительно, Bedelbaeva с коллегами выявили в интактных клетках MLR мышей основные признаки активации клеточного ответа на генетические повреждения: присутствие фосфорилированной формы гистона γH2AX, ATR-киназы и активирующего ее белка TopBP1. Более того, авторы непосредственно продемонстрировали наличие значительного количества (около 80%) клеток с двойными и одинарными разрывами ДНК у MLR мышей, используя метод ДНК-«комет» (comet assay).
Каковы последствия этих эндогенных повреждений ДНК в клетках MLR мышей, происходит ли их репарация или же клетки подвергаются апоптозу? Как выяснилось, оба процесса — репарация ДНК и клеточная гибель — у MLR мышей протекают более активно. Так, повышенное число (10–15 %, в контроле — 1–2 %) Rad51-позитивных «фокусов» говорит об активности гомологичной рекомбинации — системы репарации, использующей для восстановления двухцепочечных разрывов информацию комплементарной цепи ДНК, что позволяет избежать репарационных ошибок [11]. С другой стороны, также отмечается выраженная гибель клеток (повышенная экспрессия эффекторной каспазы-3, присутствие TUNEL-позитивных клеток).
Интересно отметить, что подобная картина — эндогенное повреждение ДНК и дефект G1/S «контрольной точки» — также отмечается в эмбриональных стволовых клетках (ЭСК) мышей, при этом нарушения контроля клеточного цикла в ЭСК частично объясняются отсутствием экспрессии Р21 [12]. Bedelbaeva с соавт. также обнаружили, что in vitro MLR-клетки не экспрессируют Р21 и, более того, экспрессия не отмечается даже после повреждения ДНК ионизирующим излучением.
Важным заключительным аккордом этого исследования стала демонстрация того, что дефицит Р21 является достаточным условием для моделирования MLR-фенотипа. Заращение отверстий в ушах CDKN1A (P21)–/– мышей проходило практически с таким же успехом, как у MLR мышей, при этом полностью восстанавливалась структура поврежденной ткани. Более того, у Р21-дефицитных мышей также были обнаружены признаки повреждения ДНК (гистон γH2AX, ДНК-«кометы») и отмечено накопление клеток в G2/M «контрольной точке» (рис., внизу). Таким образом, авторам удалось свести сложный полигенный фенотип MLR мышей к одиночному гену, контролирующему клеточный цикл.
Эта несомненно элегантная работа все же порождает больше вопросов, нежели дает ответов. Почему для регенерации ткани клеткам требуется находится в G2/M точке клеточного цикла? Что служит причиной активации эндогенных генетических повреждений в интактных клетках MLR мышей и как это связано с регенеративным потенциалом? В публикации также ничего не говорится о том, была ли обнаружена мутация в гене р21 у самих MLR мышей. Если это так, то насколько значимы остальные локусы, ассоциированные с MLR-фенотипом [5]? Несмотря на отсутствие ясных ответов, авторы приводят несколько важных свидетельств.
Так, регенеративные клетки MLR мышей напоминают, с одной стороны, клетки с высоким пролиферативным потенциалом, выявляемые на ранних стадиях канцерогенеза [13]. Однако, за исключением сообщения о высокой частоте образования цист в яичниках [14], пока нет свидетельств о предрасположенности MLR мышей к развитию опухолей. С другой стороны, MLR-клетки несут некоторые характеристики стволовых клеток и клеток-предшественников. Например, недавно стало известно, что Р53/Р21-зависимый ответ на генетические повреждения, приводящий в G1-«аресту» клеточного цикла, ингибирует образование индуцированных плюрипотентных стволовых (iPS)-клеток [15]. Следует отметить, что в тканях MLR мышей обнаруживаются клетки, экспрессирующие типичные молекулярные маркеры ЭСК — Nanog и Sox2 [16]. Таким образом, дефицит Р21 по всей вероятности, позволяет поддерживать высокий пролиферативный потенциал, устраняя G1 «контрольную точку» и тем самым облегчая прохождение по клеточному циклу. Видимо, следствием этого становится чувствительность клетки к эндогенным повреждениям генома, что требует высокой активности систем репарации и системы запуска апоптоза.
По материалам:
Bedelbaeva K., Snyder A., Gourevitch D. et al. Lack of p21 expression links cell cycle control and appendage regeneration in mice. PNAS 2010; 107(13): 5845–50.
 
Библиография
1. Brockes J.P., Kumar A. Appendage regeneration in adult vertebrates and implications for regenerative medicine. Science 2005; 310(5756): 1919-23.
2. Clark L.D., Clark R.K., Heber-Katz E. A new murine model for mammalian wound repair and regeneration. Clin. Immunol. Immunopathol. 1998; 88(1): 35-45.
3. Gourevitch D.L., Clark L., Bedelbaeva K., Leferovich J., Heber-Katz E. Dynamic changes after murine digit amputation: the MRL mouse digit shows waves of tissue remodeling, growth, and apoptosis. Wound Repair Regen. 2009; 17(3): 447-55.
4. Fitzgerald J., Rich C., Burkhardt D. et al. Evidence for articular cartilage regeneration in MRL/MpJ mice. Osteoarthritis Cartilage 2008; 16(11): 1319-26.
5. Blankenhorn E.P., Bryan G., Kossenkov A.V. et al. Genetic loci that regulate healing and regeneration in LG/J and SM/J mice. Mamm. Genome 2009; 20(11-12): 720-33.
6. Müller W.E., Ushijima H., Batel R. et al. Novel mechanism for the radiation-induced bystander effect: nitric oxide and ethylene determine the response in sponge cells. Mutat. Res. 2006; 597(1-2): 62-72.
7. Ulrich H., Tárnok A. Quantification of cell-cycle distribution and mitotic index in Hydra by flow cytometry. Cell Prolif. 2005; 38(2): 63-75.
8. Tanaka E.M., Gann A.A., Gates P.B., Brockes J.P. Newt myotubes reenter the cell cycle by phosphorylation of the retinoblastoma protein. J. Cell Biol. 1997; 136(1): 155-65.
9. Michalopoulos G.K., DeFrances M.C. Liver regeneration. Science 1997; 276(5309): 60-66.
10.  Chuykin I.A., Lianguzova M.S., Pospelova T.V., Pospelov V.A. Activation of DNA damage response signaling in mouse embryonic stem cells. Cell Cycle 2008; 7(18): 2922-8.
11. Sancar A., Lindsey-Boltz L.A., Unsal-Kaçmaz K., Linn S. Molecular mechanisms of mammalian DNA repair and the DNA damage checkpoints. Annu. Rev. Biochem. 2004; 73: 39-85.
12.  Hong Y., Stambrook P.J. Restoration of an absent G1 arrest and protection from apoptosis in embryonic stem cells after ionizing radiation. PNAS 2004; 101(40): 14443-8.
13. Gorgoulis V.G., Vassiliou L.V., Karakaidos P. et al. Activation of the DNA damage checkpoint and genomic instability in human precancerous lesions. Nature 2005; 434(7035): 907-13.
14. Kon Y., Konno A., Hashimoto Y., Endoh D. Ovarian cysts in MRL/MpJ mice originate from rete ovarii. Anat. Histol. Embryol. 2007; 36(3): 172-8.
15.  Hong H., Takahashi K., Ichisaka T. et al. Suppression of induced pluripotent stem cell generation by the p53-p21 pathway. Nature 2009; 460(7259): 1132-5.
16. Naviaux R.K., Le T.P., Bedelbaeva K. et al. Retained features of embryonic metabolism in the adult MRL mouse. Mol. Genet. Metab. 2009; 96(3): 133-44.
http://celltranspl.ru.mastertest.ru/novosti/cell-biology/rol-r21-v-estestvennoi-regeneratsii-konechnostei-u-mlekopitaiushchikh

Чудеса регенерации – отрастают отрезанные пальцы

В любом городке Соединенных Штатов есть огромные и как две капли воды похожие друг на друга торговые центры.
Но не каждый день в таком торговом центре за прилавком магазина можно встретить человека, ставшего медицинским чудом.
Во всяком случае именно так о себе думает Ли Спивак из магазина, где продаются товары для самых разных хобби.
"Я сунул палец в винт модели самолета, и он срезал мне кончик пальца", - рассказывает он.
Палец срезало примерно на полтора сантиметра. Отрезанный фрагмент найти не удалось. На снимках искалеченный палец выглядит довольно страшно, и врачи говорили, что сделать с ним ничего нельзя.
Однако сейчас, смотря на руки 69-летнего Ли Спивака, даже нельзя догадаться, что когда-то ему отрезало палец.
Американец показывает пострадавший палец, который выглядит вполне нормально - есть кожа, ноготь, и с него даже можно снимать отпечатки.
"Волшебный порошок"
Но как он добился этого? В этом, собственно, и состоит чудо.
Врачи говорили, что с пальцем ничего нельзя поделать
Трансплантата никакого не было, и Ли Спивак отрастил кончик пальца с помощью, как он говорит, "волшебного порошка".
Этот порошок дал ему брат Алан, который занимается регенеративной медициной.
"Когда я присыпал рану порошком второй раз, я заметил, что палец начал отрастать, и каждый день он отрастал чуть больше. Он восстановился примерно за четыре недели, - говорит Ли Спивак. - Палец полностью подвижен, и в нем есть чувствительность".
"Волшебный порошок" Спиваку прислали из лаборатории университета в Питтсбурге. Доктор Стивен Бадыляк называет его "внеклеточной матрицей".
Свиной пузырь
Уже несколько лет ученый работает над процессом регенерации. В ходе экспериментов исследователи соскабливают клетки с внутренней оболочки мочевого пузыря свиньи, помещают оболочку в кислоту, сушат и затем хранят в виде пластин или порошка.
Что же собственно происходит? Выглядит весь процесс довольно просто, но за ним стоит тяжелый и упорный труд.
"В организме человека вырабатываются разные виды сигналов, - поясняет доктор Бадыляк. - Одни из них способствуют заживлению и образованию шрамовой ткани, другие - регенерации тканей. В упрощенном виде внеклеточную матрицу можно представить следующим образом: мы убираем большую часть сигналов для затягивания раны и образования шрамовой ткани и оставляем те сигналы, которые стимулируют конструктивное восстановление".
Другими словами, ученые считают, что, когда внеклеточная матрица накладывается на рану, она способствует полной регенерации, а не простому заживлению.
Если исследователи добьются желаемых результатов, то можно будет не только отращивать отрезанные пальцы, но и восстанавливать кожу после сильных ожогов, и даже регенерировать больные органы.
http://news.bbc.co.uk/hi/russian/international/newsid_7377000/7377456.stm

[Nucleosome]

почитал, подумал... во всех перечисленных случаях авторами движет изнаальная идея, что регенировать можно всё что угодно, только этому что-то мешает... с пальцем, если даже признать что это правда (вызывает сомнение то, что нет никаких следов), то очень возможно, что порошёк тут не при чём - просто повезло, да и судя по первому фото отрезало даже не фалангу, а кусок - слышал, что у детей в таких случаях может происходить регенерация, ну у этого гражданина такая способность сохранилась... однако с дырками в ушах сложнее - во-первых, такие дырки - не очень-то уж тяжёлая травма и восстанавливать там не так уж много, вот если бы они отрезали что значительнее - к примеру пальцы целиком, то тут уже было бы интереснее, а так мутантный ген может только специфиески влиять на хрящ к примеру, а во-вторых не говорится о каких-то других чертах этих мышей - а в статье же идёт речь о механизмах репарации и прочих вещах...

[altur]

вызывает сомнение то, что нет никаких следов

Насчет приведенного выше метода ничего сказать не могу. Не  знаком. Но существует метод резонансной биокоррекции, как контактный (с помощью специальных аппликаторов и других более сложных изделий), так и бесконтактный (с помощью оператора или используя собственное сознание), что намного сложнее, но и более эффективно в конечном итоге, т.к. любые технические изделия имеют ограниченную степень воздействия на организм:
http://apocalypse.aires.spb.ru/rezonansnaja-biokorrekci/903-2012-02-07-10-04-27.html

Аппликаторы — это технические носители фрактально-матричной топологии –  когерентных преобразователей электромагнитного излучения в виде  кольцевой дифракционной решетки (КДР), которая работает в очень широком диапазоне частот и поэтому перекрывает излучения всех возможных типов клеток организма.  КДР в данном случае работает как пассивный Фурье-преобразователь собственного излучения клеток в непосредственной близости от аппликатора. По обратной связи преобразованное таким способом собственное излучение клеток, воздействуя на сами клетки, восстанавливает их работоспособность, убирая те дефекты, которые там возникли.

Так вот в этом случае также не образуется никаких рубцов, если, к примеру, наклеить подобный аппликатор на ожог или какую-либо рану. Это я, кстати, много раз уже проверял на себе после различных порезов или ожогов. Кроме того, что рана затягивается очень быстро или синяк очень быстро рассасывается, при этом все происходит без образования каких-то корок или шрамов, т.е. образуется только та поврежденная ткань, которая должна быть.

[-Asket-]

с пальцем, если даже признать что это правда (вызывает сомнение то, что нет никаких следов), то очень возможно, что порошёк тут не при чём - просто повезло, да и судя по первому фото отрезало даже не фалангу, а кусок - слышал, что у детей в таких случаях может происходить регенерация, ну у этого гражданина такая способность сохранилась...

За прошедшие годы метод нашел и более широкое применение:

Свиной мочевой пузырь восстановил оторванные взрывом мышцы
Результатом исследования, в которое армия США инвестировала 70 миллионов долларов, стала разработка метода использования ростовых факторов и белков свиного мочевого пузыря или тонкого кишечника для восстановления скелетных мышц, утраченных солдатами в результате ранений.
Суть методики заключается в нанесении на зону повреждения внеклеточного (экстрацеллюлярного) матрикса, получаемого путем очистки от клеток ткани свиного мочевого пузыря или кишечника. Остающийся после этого материал состоит из структурных компонентов, таких как коллаген, и функциональных молекул, таких как факторы роста. Внеклеточный матрикс содержит сотни факторов роста, регулирующих поведение клеток, в том числе их миграцию, дифференцировку и деление. Поэтому он не только стимулирует регенерацию зоны повреждения за счет деления сохранившихся в ней клеток, но и привлекает на помощь клетки других типов, в том числе стволовые.
По словам одного из руководителей исследования, доктора Стивена Бадыляка (Stephen F. Badylak) из Института регенеративной медицины Макгована, входящего в структуру Питтсбургского университета, никто не может подобрать комплекс необходимых факторов лучше, чем это делает сама природа.
Он также добавляет, что для получения положительных результатов недостаточно просто поместить внеклеточный матрикс в зону повреждения. Обязательным условием является создание микроокружения, необходимого для роста полноценной ткани. Это означает поддержание определенных уровней кислотности среды, содержания кислорода, влаги и питательных веществ. Необходимо также правильно направленное воздействие механических сил. Ахиллово сухожилие, например, должно постоянно находится под нагрузкой, в противном случае оно превращается в инертную соединительную ткань.
Благодаря тому, что в процессах регенерации тканей задействованы сохранившиеся в процессе эволюции базовые механизмы, обеспечивающие выживание млекопитающих, внеклеточный матрикс успешно справляется с поставленной перед ним задачей. При этом удаление из него свиных клеток позволяет избежать иммунологического отторжения.
Одним из первых участников проекта, в рамках которого проходит тестирование описанной методики, является 19-летний капрал Исайас Эрнандес (Isaias Hernandez), потерявший 70% мышечной ткани правого бедра во время военных действий в Афганистане в результате взрыва бомбы. К счастью, у пациента сохранились фрагменты мышц, располагающиеся над коленом и в верхней части бедра. Это позволило избежать ампутации и использовать новый метод для восстановления средней части бедра солдата.
Изначально Эрнандес прошел курс физических упражнений, направленных на укрепление сохранившихся мышц бедра. После этого в зону повреждения ввели внеклеточный матрикс. В течение нескольких недель мышцы начали расти, что сопровождалось повышением физической силы. Проведенная через два месяца после процедуры компьютерная томография продемонстрировала увеличение мышечной массы бедра на 12%, при этом сила травмированной конечности возросла на 7-10%. Вдохновленный результатами пациент изъявил желание провести повторную процедуру.
Доктор Бадыляк отмечает, что достигнутый результат можно рассматривать как достаточно скромный, однако он значительно превосходит результаты всех ранее испробованных подходов.
Имплантация свиного внеклеточного матрикса уже успешно используется для восстановления более мелких повреждений другого типа, например разрывов вращающей манжеты плечевого сустава – группы сухожилий, обеспечивающих правильное положение руки и ее движения в разных направлениях. Традиционные хирургические методы при подобных травмах бессильны, тогда как внедрение внеклеточного матрикса, полностью рассасывающегося в течение 75 дней по мере его замещения собственными клетками организма, уже помогло более чем 1,5 миллионам пациентов.
Есть также данные, согласно которым использование порошка из высушенного внеклеточного матрикса позволило трем пациентам отрастить утраченные кончики пальцев. Однако, согласно комментариям доктора Бадыляка, в некоторых случаях, особенно у детей, кончики пальцев могут восстанавливаться самостоятельно, поэтому для подтверждения этих данных необходимо проведение клинических исследований. Хотя на Ютюбе есть ролик, в конце которого он сам описывает случай, который, скорее всего, послужил основой несколько лет кочевавшей по Интернету байки об отрубленном пальце. Жаль, что журналист, первым запустивший ее в СМИ, услышав какой-то звон, пересказал его так глупо, что умные люди ему не поверили.
http://vechnayamolodost.ru/pages/biomedicin/svimopuvootvzmy71.html

А история с открытием регенерации кончиков пальцев у детей весьма любопытна:

Легкий бардак в больнице в Англии (Sheffield Children’s Hospital) в один прекрасный день в 1972 году привел к тому, что мальчику с отрезанным кончиком пальца, просто перевязали культю и забыли дать направление к хирургу на обработку и накладывание швов. Мальчик отправился домой, и только через несколько дней хирург Синтия Иллингворс (Cynthia Illingworth) обнаружила эту ошибку. Мальчик оказался на осмотре, и она увидела, что палец начал регенерировать.
Этот случай, разумеется, привлек ее внимание, и привел к изменению процедуры работы с такими травмами. В больницу поступало 300-350 пациентов каждый год с аналогичными случаями, поэтому практика была обширная. Врач получила свидетельства подобного из разных уголков планеты, в частности, из Австралии (Douglas, 1972). Через два года наблюдений она опубликовала статью, в которой сообщала о десятках случаев регенерации кончиков пальцев, благодаря новому подходу к таким травмам (Illingworth, 1974). Внизу заметки есть ссылка на полный текст.
Обзорная статья (Wicker & Kamler, 2009) указывает еще на один случай – в 1932 году, в Канаде, у взрослого человека. Однако, судя по наблюдениям и практике Иллингворс, получалось, что такие случаи могут происходить только с детьми. И не просто с детьми, а при совокупности трех факторов: возраст до 11 лет, потеря пальца только выше складок кожи в районе первой фаланги, и отсутствие какой-либо обработки раны. Указание на максимальный 11 летний возраст появилось в виду того, что детей старше возрастом, в госпитале, где работала Иллингворс, обычно очень мало. Однако есть свидетельства и более старшего возраста, 12 лет. У нашего мальчика все – кость, хрящ, кровяные сосуды, кожа, ноготь и нервные волокна регенерировались окончательно (и неотличимо от оригинала) в течение 3 месяцев.
Однако в последнее время было еще парочка случаев, с взрослыми людьми. Один — с человеком по имени Ли Спивак (Lee Spievak), 69 лет, в 2005 году, в Цинциннати, штат Огайо (Price, 2008) и второй – с женщиной, по имени Дипа Кулкарни (Deepa Kulkarni). В Дэвисе, Калифорния (Cohen, 2010). И все же, оба эти случая связаны с использованием растворов стволовых клеток, и прямого отношения к феномену спонтанной регенерации не имеют.
 Когда я рассказываю эту историю, то многие врачи, оказывается, даже не в курсе, что сегодня это – просто медицинский факт. И многие все равно просто отказываются верить, даже обладая сегодня всеми возможностями это проверить.
 
 Cohen, E. (2010). Woman’s persistence pays off in regenerated fingertip. CNN. September 9, 2010. http://edition.cnn.com/2010/HEALTH/09/09/pinky.regeneration.surgery/index.html?iref=allsearch.

 Douglas, B. S. (1972). Conservative management of guillotine amputation of the finger in children. Journal of Paediatrics and Child Health, 8(2): 86-89.

 Illingworth, C. M. (1974). Trapped fingers and amputated fingertips in children. Journal of Pediatric Surgery, 9:853-858. Полный текст статьи http://uuu.mindtel.com/ackbar/users/davew/eu-medics-00/selfheal/fingers.pdf.

 Price, M. (2008). The man who grew back his finger tip. BBC News, 30 April 2008. http://news.bbc.co.uk/2/hi/7354458.stm.

 Wicker, J., & Kamler, K. (2009). Current Concepts in Limb Regeneration. Annals of the New York Academy of Sciences, 1172(1), 95-109.

 http://mindware.ru/blog/?p=1760

А вот так проводят лечение в наши дни:

ЛЕЧЕНИЕ ТРАВМ У ДЕТЕЙ
В нашем регенерационном центре разработан метод консервативного лечения травм пальцев кисти у детей от года до 12 лет. Этот метод помогает детям с травматическими дефектами кончика ногтевой фаланги пальцев кисти полностью регенерировать утраченную часть. Полное восстановление после детской травмы наблюдается через полгода-год – по истечении этого времени никто даже не догадается, что ребенок перенес подобную травму.
Поврежденный палец погружается на 16-24 суток в специальное устройство (камеру-изолятор), постоянно заполненное периодически сменяемым специальным стерильным раствором. Устройство крепится к руке и незначительно ограничивает объем движений ребенка, при этом рана изолирована от воздушной среды и постоянно окружена раствором. Лечение пальцев кисти полностью безболезненное, не требуется наркоз или анестезия. Дети в форме игры легко его переносят.

Как проводится лечение.Травмированный палец тщательно отмывается от загрязнений в теплом физиологическом растворе, несколько раз обрабатывается хлоргексидином или октенисептом и помещается в стерильную камеру-изолятор (рис. 1). Камера используется однократно. Устройство состоит из пластиковой камеры – собственно изолятора (1), выполненного из твердого прозрачного материала, элемента крепления к коже в виде эластичной воронки с тонким слоем неотвердевающего герметика (2) на внутренней поверхности. В качестве водонерастворимого герметика используется жидкая повязка – New-skin (PrestigeBrands inc., USA). Конусообразная часть эластичной воронки при движении пальца или при его отеке растягивается, уменьшая повышение давления в полости емкости. Крепление не сдавливает палец за счет эластичности трубки (4) и жидкого герметика (2). При заполнении камеры раствором открывают пробку верхнего штуцера (7) и роликовый зажим (5). Шприцем через эластичную трубку, крепящуюся к нижнему штуцеру изолятора (3), заполняют устройство раствором. Затем закрывают роликовый зажим и пробку верхнего штуцера. Лонгета (6) из полимерных материалов обеспечивает фиксацию устройства на кисти и иммобилизацию травмированного пальца относительно кисти и предплечья в физиологическом положении. Лонгета может надеваться как до крепления пластиковой емкости, так и после, обеспечивая дополнительную защиту устройства от срывания при движении, для чего имеет ремень. Устройство легко и быстро надевается на палец и обеспечивает надежное лечение детской травмы и восстановление утраченной части пальца.

Клинический пример 1:
Больная В., 8 лет. Травматический дефект кончика ногтевой фаланги 3-го пальца правой кисти.

5 суток после травмы, на ране струп


15 суток лечения


Вид пальца после выписки; 25 суток лечения, на ране лоскут марли


Вид ногтевой фаланги через 2 года после травмы

Клинический пример 2:
Больной Р., 12 лет. Диагноз: Травматический дефект кончика ногтевой фаланги 4-го пальца правой кисти, уровень ампутации II

3 суток после травмы


14 суток лечения


Вид кончика пальца через 3 месяца после травмы

Комментарии к технологии
Известно, что присутствие регенерирующего эпидермиса абсолютно необходимо для инициации регенерации конечности или хвоста у животных, способных к эпиморфной регенерации. Так, если рану после ампутации конечности у тритона покрыть полнослойным лоскутом кожи, регенерации не произойдет, конечность уже никогда не вырастет. Похожим образом у детей естественная регенерация кончиков пальцев полностью ингибируется, если рану закрыть хирургическим путем, сшивая края раны либо перемещая лоскуты кожи. Поэтому изолятор с водной средой, подобно длительно несменяемым  повязкам, создает особое местное микроокружение вокруг раны, но только более благоприятное и более надежно предотвращающее травматизацию и инфицирование раны.
Каждая стадия процесса регенерации у млекопитающих может испытывать сильное влияние локальной среды. Более того, местная окружающая среда является решающим фактором успешной регенерации различных групп тканей у млекопитающих. Привлечение тканеспецифичных клеток-предшественников может подавляться воспалительной реакцией. Факторы роста в зоне повреждения могут играть важную роль в поддержании или подавлении пролиферации клеток. Локальный внеклеточный матрикс является необходимой основой на ранних стадиях регенерации. Он способен обеспечивать проводящую среду для клеток, в том числе и циркулирующих в периферической крови стволовых клеток костного мозга, может обеспечить раннюю ориентацию регенерирующей ткани. Поэтому метод регенерационной терапии травм в условиях водной среды может лечь в основу более сложных — биотехнологических методов  лечения, эффективно модифицируя естественный ход восстановительных процессов.
Известно, что кончики пальцев у крыс и мышей в постнатальном периоде развития не регенерируют. Однако во внутриутробном периоде развития в эксперименте это возможно. На примере эпиморфной регенерации пальцев у эмбрионов мышей была выявлена  роль семейства Msx гомеобоксных генов, задействованных в этой реакции. У всех четвероногих позвоночных животных Msx1 и Msx2 коэкспрессированы в апикальной мезенхиме в течение всего периода формирования конечности. У животных, репарирующих свои конечности, например тритонов и саламандр, Msx-гены активированы в ходе регенерации и неактивны при редифференцировке. В процессе восстановления кончика пальца у эмбриона мыши как Msx1, так и Msx2 экспрессированы в регенерирующей соединительной ткани, однако если увеличить объем ампутируемых тканей, то зоны экспрессии этих генов не остается и реституция невозможна. Считают, что регенерация кончика пальца зависит от клеток соединительной ткани, лежащих в основе когтя, где и выявляется экспрессия Msx-генов. Важность этой клеточной популяции — недифференцированных мезенхимальных клеток — для регенерации сформированного пальца также подтверждается гистологическими наблюдениями, отмечающими поток фибробластоподобных клеток к регенерирующему кончику пальца. При этом отмечено,  что клетки ростовой зоны ногтевой пластинки не участвуют в регенерации пальца.   
В процессе пренатального онтогенеза способность к реституции в первую очередь утрачивается проксимальными участками конечностей. Вероятно, что с ростом ребенка количество недифференцированных мезенхимальных клеток в составе клеточных популяций соединительной ткани ногтевой фаланги снижается. А один из основных принципов регенерации состоит в том, что требуется клеточный источник новой ткани. Более глубокое осмысление возможностей усиления естественных процессов за счет применения нужных клеток-прародителей, выращенных in vitro, с последующей их имплантацией в нужные области — реальный путь совершенствования регенерационных методов лечения травм.
В изотоническом стерильном  растворе в зоне повреждения снижено посттравматическое воспаление и количество клеток-эффекторов воспалительной реакции. Это, вероятно, создает условия для активации популяции прогенеторных мезенхимальных клеток, реализующих свои морфогенетические потенции. Несмотря на совершенное по морфологическим признакам восстановление кончика пальца у детей, этот процесс не относят к эпиморфной регенерации. В отличие от эпиморфоза, при таком типе регенерации не образуются характерные взаимосвязанные морфологические структуры — апикальное утолщение эпидермиса (апикальная эпидермальная шапочка) и бластема (скопление  недифференцированных мезенхимоподобных клеток в дистальной части культи), восстанавливается только один, последний сегмент пальца. Регенерация кончика пальца не может быть отнесена и к рубцеванию. Существует теория, согласно которой млекопитающие якобы не имеют возможности тратить значительное время, требуемое для эпиморфной регенерации структур, и что более быстрое рубцевание является более эффективной заменой реституции.
Подобно кончикам пальцев у детей — органотипично —  восстанавливаются пальцевые, пястные и запястные мякиши у ежей и собак. Мякиш представляет собой подушкообразное  утолщение кожного покрова на лапах. Это тоже достаточно сложно организованный орган. Основа кожи мякиша — corium tori — формирует довольно длинные сосочки, соединяющиеся с эпидермальным слоем мякиша. Подкожная основа мякиша хорошо выражена в виде упругой жировой подушки, пронизанной коллагеновыми и эластическими волокнами. В пальцевых мякишах имеются потовые железы. Если в эксперименте у собак срезать мякиши, не затрагивая окружающую кожу, то через три месяца после удаления наблюдается их полное восстановление, практически без морфологических отличий от интактных подушечек лап. Например, полноценное восстановление мякишей на лапах связывают с постоянной механической нагрузкой и частыми повреждениями. Неполноценное заживление с образованием грубых рубцов могло негативно сказаться на выживаемости вида.
У детей  повреждения фаланг наиболее часты в возрасте 5,5–3,8 лет. Описанная способность к восстановлению (в благоприятных условиях), вероятно, является видовым признаком, закрепленным в процессе эволюции как приспособление к частым повреждениям наиболее уязвимых структур — кончиков пальцев кисти. Причем способность к полноценному восстановлению пальца проявляется в том возрасте, когда эти травмы наиболее часты. 
Таким образом, предложенная технология консервативного лечения детей в возрасте от 1 до 12 лет (период детского  постнатального развития) с травматическими дефектами кончиков пальцев эффективно стимулирует в условиях водной среды регенерационный рост дистальной части ногтевой фаланги кисти, является примером одного из возможных направлений развития регенерационной медицины и может быть рекомендована для внедрения в практическое здравоохранение.
http://www.limbt.com/page/22/

[Ssid]

Что вы до кончиков пальцев докопались, тем более у детей?
Какая здесь "регенерация частей тела"
Размер этой ранки представьте...

Во всех приведенных примерах (во всяком случае, тех что на фото) - цел сустав, цело основание ногтя. "восстановление фаланги" в этих случаях - банальное заживление банальной сантиметровой ранки.

Вот было бы восстановление фаланги, ногтя, сустава после ампутации на более низком уровне (при полном удалении ногтевой фаланги до сустава или ниже) с последующим восстановлением - тогда будете говорить о регенерации части тела

[-Asket-]

Парадоксы старения
http://strf.ru/material.aspx?CatalogId=222&d_no=46809
Снова о голых землекопах