Poroże to twardy, kostny twór wyrastający z kości czołowej możdżeni na głowie samców jeleniowatych, z dwoma wyjątkami. U reniferów poroże wyrasta również u samic, a u jelonków błotnych w ogóle. Poroże jest zrzucane i nakładane corocznie – stanowi cenny oręż do obrony i w walce o samice podczas godów. Jest także trofeum myśliwskim i przydatnym surowcem w meblarstwie.
Czytaj też: Ludzkie organoidy jelitowe wszczepiono do organizmu myszy. Prawdziwe “cuda” zaczęły się potem
Poroże jelenia jest jedną z najszybciej rosnących tkanek w królestwie zwierząt, a więc może być cennym modelem badania procesów regeneracyjnych u ssaków, nie tylko związanych z kośćmi. Naukowcy twierdzą, że zrozumienie wszystkich mechanizmów biorących udział w tworzeniu poroża, może mieć szerokie implikacje medyczne.
Podczas szczytowego momentu wzrostu, poroże może przybierać ok. 2 cm dziennie i w pełni rozwinąć się w ciągu zaledwie kilku miesięcy. Uczeni z Northwestern Polytechnical University w Xi’an wyhodowali miniporoże na głowach myszy laboratoryjnych. Mimo iż tak zmodyfikowane zwierzęta wyglądały nieco niepokojąco, to praca ta może mieć potężne implikacje terapeutyczne. Szczegóły opisano w czasopiśmie Science.
Poroże cennym orężem w regeneracji kości
Chińscy naukowcy badali skład komórkowy i dynamikę ekspresji genów w tkance poroża na różnych etapach jej wzrostu i dzięki temu namierzyli populację komórek macierzystych, które miały najwyższy potencjał regeneracyjny. Uczeni odkryli, że najbardziej efektywne były implanty komórkowe pochodzące ze zrzuconego poroża, które miało nie więcej niż 5 dni. Komórki te zostały pobrane z szypuły poroża – z miejsca, w którym podstawa poroża łączy się z płytą czaszki – wyhodowane na szalce Petriego, a następnie wszczepione w przestrzeń między uszami bezwłosych myszy. W ciągu 45 dni od implantacji, gryzonie zaczęły rozwijać własne struktury przypominające poroże.
Jakie niezwykłe komórki są w porożu jeleniowatych? Najwcześniejszymi inicjatorami wzrostu poroża były komórki mezenchymalne wykazujące ekspresję genu homeobox 1 (komórki mezenchymalne PRRX1+), a także populacja komórek progenitorowych blastemy poroża (ABPC). Te drugie prawdopodobnie występują także w blastemach (masach komórek zdolnych do wzrostu i regeneracji) innych ssaków. In vivo i in vitro ABPC wykazywały silną zdolność do samoodnowy i mogły generować komórki linii osteochondralnej (chrząstek i kości). Zaobserwowano także dobrze zorganizowany przestrzennie wzór ekspresji komórek i genów w centrum wzrostu poroża podczas fazy szczytowego wzrostu, ujawniając mechanizmy komórkowe zaangażowane w wydłużanie poroża.
Co ciekawe, nie jest to pierwszy raz, kiedy chińscy naukowcy wyhodowali coś na wzór poroża jelenia na głowie myszy. W podobnym badaniu opublikowanym w Journal of Regenerative Biology and Medicine w sierpniu 2020 r., chirurgicznie usunięto tkankę poroża z żywych jeleni, a następnie użyto tzw. młyna kriogenicznego, aby przetworzyć materiał poroża przed wprowadzeniem go do myszy. Badanie to przyniosło podobne rezultaty – myszom wyrosły widoczne, podobne do poroża wyrostki na szczycie głowy.
Czytaj też: Eksperymentalna terapia z komórek macierzystych pozwoliła odwrócić cukrzycę. Na razie u myszy
Naukowcy mają nadzieję, że badania te mogą mieć zastosowanie w klinicznej naprawie kości u ludzi. Zamiana ludzkich komórek w indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste podobne do komórek poroża może być cennym orężem w medycynie regeneracyjnej do urazów szkieletu oraz kończyn. Na razie jednak jest jeszcze za wcześnie, by marzyć o kolejnych etapach badań.