Печень млекопитающих обладает удивительной способностью к регенерации — она может полностью восстановить свою массу и функции после повреждения или частичного удаления. Исследователи из Университета Барселоны обнаружили участки ДНК, которые запускают этот процесс.

Работа, опубликованная в журнале Cell Genomics, создала первую подробную карту взаимодействий между регуляторными элементами и ключевыми генами, отвечающими за восстановление печени. Это открытие не только углубляет понимание регенерации, но и может в перспективе помочь в разработке методов восстановления тканей.

В исследовании участвовали Пальмира Льоренс-Хиральт, профессора Флоренси Серрас и Монсеррат Кориминас, а также специалисты из IDIBELL, CIBEREHD, Центра геномной регуляции (CRG) и Института молекулярной биологии Барселоны (IBMB-CSIC).

Ученые изучали изменения в хроматине — структуре, в которую упакована ДНК в ядре клетки — у мышей после частичного удаления печени.

Такая операция, известная как резекция, применяется при удалении опухолей или трансплантации части печени живого донора. Если мы поймем, как именно работает регенерация, это поможет улучшить методы лечения, — объясняет Монсеррат Кориминас, руководившая исследованием вместе с Исабель Фабрегат из IDIBELL.

Оказалось, что в процессе восстановления печень использует те же механизмы, что и во время эмбрионального развития. Ключевые гены включаются не только за счет специальных «усилителей» регенерации, но и благодаря повторной активации участков ДНК, которые работали на стадии формирования органа. При этом временно отключаются гены, отвечающие за энергозатратные процессы — например, синтез желчных кислот.

Регенерация — это тонко настроенный механизм: клетки сначала запускают деление, а уже потом возвращаются к своим обычным функциям, — говорит Пальмира Льоренс-Хиральт.

Ученые также выявили главные регуляторы этого процесса. Вначале за активацию генов отвечают белки AP-1 и ATF3, а на следующем этапе — NRF2.

Хотя исследование фундаментальное, его результаты могут стать основой для новых методов регенеративной медицины. Например, в будущем можно будет создавать препараты, которые будут точечно включать нужные участки ДНК для ускорения восстановления тканей.

Этот проект важен по нескольким причинам:

• Понимание регенерации — теперь мы знаем, какие именно участки ДНК и белки управляют восстановлением печени.
• Перспектива лечения — если научиться искусственно активировать эти механизмы, можно будет ускорять заживление после операций или травм.
• Связь с развитием — оказалось, что печень во взрослом организме «вспоминает» эмбриональные программы, а значит, можно искать аналогичные механизмы в других органах.

Хотя исследование проведено тщательно, остается вопрос: насколько точно данные, полученные на мышах, можно перенести на человека? У людей регенерация печени может регулироваться иначе, и пока это не проверено.

Ранее ученые открыли новый метод лечения фиброза печени.