Странный вопрос о исцелении, регенерации, омоложение...

[Makrotea]

Добрый день. При написании книги столкнулся с вопросом. Как можно описать научным способом описать регенерацию, исцеление и омоложение. Учитывая то что книга является из серии магии-фэнтези.

[levtsn]

"поверил я магию наукой"

[Makrotea]

[Deggial]

levtsn в сообщении #934749 писал(а):

"поверил я магию наукой"

levtsn, предупреждение за бессодержательное сообщение

[Tookser]

Думаю, лучше всего что-нибудь на тему стволовых и эмбриональных клеток. Вытяжки из человека, инъекции этих вытяжек, возможно, получение стволовых клеток из клеток кожи с помощью какой-нибудь магии и снова инъекции вытяжек. Понятно, что в реальности инъекции просто так не дадут эффекта, но можно представить, что у нас есть возможность с помощью магии управлять развитием каждой введённой стволой клетки, и перемещать их по организму опять же с помощью магии. Разумеется, лучше сделать не мага, стоящего рядом с исцеляемым, а магические шприцы, занимающиеся этим самостоятельно.

[levtsn]

"Твердое фентези"

[danko 2013]

Makrotea в сообщении #934551 писал(а):

Как можно описать научным способом описать регенерацию ... .

И всё-таки, да, как медицина объясняет феномен супер-регенерации и даже более того, явление почти абсолютной устойчивости биологических процессов, как это демонстрируется в приведённом ниже видео?
https://www.youtube.com/watch?v=Zgcx4dgmLWo

[Astronaft]

levtsn в сообщении #938649 писал(а):

"Твердое фентези"

Ага Но ведь и постановка вопроса была скорее для жанра НФ, чем для фэнтези.

Tookser в сообщении #938641 писал(а):

Понятно, что в реальности инъекции просто так не дадут эффекта, но можно представить, что у нас есть возможность с помощью магии управлять развитием каждой введённой стволой клетки, и перемещать их по организму опять же с помощью магии.

Это уже не регенерация, а протезирование.
Управлять развитием - это не перемещать стволовые клетки, а вмешиваться в структуру ДНК, которая сидит в каждой клетке. Оттуда и подаются команды для поведения и развития клеток. Естественно, что этих клеток миллиарды, ну так это же фэнтези. Подобными вещами уже занимаются (не на уровне человеческого организма, конечно), и называется это ГМО. Я конечно не спец, но догадываюсь, что инструментом вмешательства в структуру ДНК является провоцирование нужных химических реакций. Так что "магические шприцы" сгодятся.

[Tookser]

Astronaft в сообщении #982130 писал(а):

levtsn в сообщении #938649 писал(а):

"Твердое фентези"

Ага Но ведь и постановка вопроса была скорее для жанра НФ, чем для фэнтези.

Tookser в сообщении #938641 писал(а):

Понятно, что в реальности инъекции просто так не дадут эффекта, но можно представить, что у нас есть возможность с помощью магии управлять развитием каждой введённой стволой клетки, и перемещать их по организму опять же с помощью магии.

Это уже не регенерация, а протезирование.
Управлять развитием - это не перемещать стволовые клетки, а вмешиваться в структуру ДНК, которая сидит в каждой клетке. Оттуда и подаются команды для поведения и развития клеток. Естественно, что этих клеток миллиарды, ну так это же фэнтези. Подобными вещами уже занимаются (не на уровне человеческого организма, конечно), и называется это ГМО. Я конечно не спец, но догадываюсь, что инструментом вмешательства в структуру ДНК является провоцирование нужных химических реакций. Так что "магические шприцы" сгодятся.

Клетки одного и того же организма, в основном, имеют примерно одинаковый набор молекул ДНК (есть исключения, и немало), и в общем случае неверно, что клетки имеют разные функции из-за различий в ДНК. Развитие и перемещение я не приравнивал, хотя написал действительно неоднозначно.

Клетки одного организма могут иметь разный набор ДНК, т.к. он немного отличается за счёт мутаций и иногда сильно отличется за счёт тетра- и октаплоидности клеток печени, отсутствию ДНК у эритроцитов, гаплоидности (половинный набор ДНК) половых клеток, особых хитростей у лейкоцитов и тому подобного.

Имеет смысл, возможно, использовать генномодифицированные стволовые клетки. Методы генной модификации бывают очень различными. Если не брать традиционные и давно известные методы (которые обычно не называют генной модификацией, вроде селекции или мутагенеза), то генная модификация обычно производится за счёт встраивания в ДНК клетки требуемого кусочка ДНК с помощью "вектора" (вируса, агробактерии) и последующего клонирования клетки. Перед этим нужно получить кусочек ДНК и встроить его в "вектор".

[Astronaft]

Tookser в сообщении #982379 писал(а):

гаплоидности (половинный набор ДНК) половых клеток

Он не может быть "половинный", точно так же как полный набор хромосом не может быть одинарным. Все должно удваиваться, иначе уже первое поколение было бы в стиле фэнтези (условно говоря - с половиной носа, с одним ухом, одной ногой и.т.д.).

Tookser в сообщении #982379 писал(а):

Имеет смысл, возможно, использовать генномодифицированные стволовые клетки. Методы генной модификации бывают очень различными.

как раз этим японцы и начали заниматься:
http://medportal.ru/mednovosti/news/2014/01/30/099stap/
http://medportal.ru/mednovosti/news/2013/08/01/283ipsc/
С ума сойти, живем в век чудес)

Хотел бы пояснить: оказывается мы, люди, рождаемся со свойствами вечной молодости, потому что эмбриональные клетки способны быстро размножаться, обеспечивать регенерацию, и преобразовываться по любому профилю: например в сердечную мышцу, печень, спинной мозг и.т.п.

Эти чудесные свойства эмбриональных стволовых клеток - наш генотип.

Но лафа заканчивается, потому что по мере развития эмбриона клетки начинают специализироваться за счет ущемления своей универсальности. Можно сказать что эта чудо-клетка похожа на гениального ребенка, который, выбирая какой то путь, в прямом смысле вынужден ОТРЕЗАТЬ себе остальные возможности. Скажем, клетки печени уже не смогут стать клетками сердечной мышцы, и случись что, они уже не смогут размножиться так, чтобы например помочь друг другу для восстановления.

Это похоже на замкнутый круг: чтобы полностью регенерировать и быть вечно молодыми - мы должны включить отключённые свойства наших клеток. Но если это произойдёт - клетки перестанут быть специализированными, и могут понаделать ошибок в своём поведении.

А пока что японцы творят чудеса: они научились обычные стволовые клетки превращать в как-бы-эмбриональные. Эти удивительные свойства (кажется биологи называют их флюрипотентностью) позволят обеспечить быстрое размножение клеток, взятых у пациента где угодно, и их последующую специализацию (например создание сетчатки глаза или чего угодно).

[Astronaft]

Astronaft в сообщении #982873 писал(а):

(кажется биологи называют их флюрипотентностью)

Оговорился: это свойство называется плюрипотентность. Я бы назвал эмбриональный уровень - вторым по своей крутости.
Первый уровень - это тотипотентность. Фактически это стопроцентный генотип человека (повторюсь, отключение ненужных свойств - это и есть ход эволюции, ведущий к специализации клетки). У человека тотипотенцией обладает первая стволовая клетка - зигота. И возможно, её "дочери" и "внуки".
Человек со специализированными клетками, обладающими тотипотентностью был бы конечно бессмертен, но эволюция наверняка позаботилась о том, чтобы не пойти этим путём.

[Tookser]

Astronaft, вряд ли зигота млекопитающего с гаплоидным набором хромосом смогла бы развиться и выжить, и скорее всего там не было бы потери половины конечностей, а было бы что-то . Существуют страшные заболевания, связанные с добавлением или даже удалением одной хромосомы (синдром Шерешевского-Тёрнера — отсутствие одной X хромосомы у женщины). Большинство хромосомных заболеваний связаны с увеличением числа хромосом или их перестройками, и почему-то никто не упоминает о перспективах развития гаплоидного ммлекопитающего.

О бессмертии человека, обладающего возможностью перевести любую клетку в тотипотентную/сразу в любую другую (что потребует ресурсов на перестройку — энергии, веществ, времени), можно ещё поспорить. Пользоваться этим организму будет достаточно сложно, и это может вызвать появление новых болезней вроде рака (если что-то пойдёт не так, и начнут дедифференцироваться клетки сердца, допустим). Такие болезни есть и сейчас, но их может стать больше, если организм станет часто использовать дедифференциацию. Можно было бы привести доводы в пользу этого или против, если посмотреть, насколько чаще рак возникает у более примитивных животных, обладающих высокими способностями к регенерации.

Да и неясно, как это поможет против некоторых заболеваний вроде заболеваний сердечно-сосудистой системы. Можно придумать много разных способов, что организм может сделать с такой способностью, но они не очень универсальны. От накопления мутаций в соматических клетках это не спасёт.

[Astronaft]

Подключение клетки к полному генотипу изначально обречено на неудачу: она ж неспециализированой стала бы, а у эволюции не было нужды позаботиться о её специализации. Поэтому будущее пока что за транслантацией. Грубо говоря, берем клетки из организма, делаем их бессмертными, создаем фрагмент человека (т.е опять превращаем эти клетки в смертные) и вставляем в организм.

С точки зрения эволюции, способность клетки делиться и умение себя вести должно даваться примерно в той же пропорции, поэтому не думаю чтобы у той же ящерицы были какие-то особые онкологические проблемы с кончиком хвоста. Или например у человека регенерируют ногти - ничего страшного в связи с этим не происходит. Ведь всё дается в соответствующих пропорциях, примерно так, как слону дается слоновья сила за право быть крупнее других животных.

Что касается новых возможностей тотипотентности в борьбе с паталогиями, то их и придумывать не надо, напрашивается только одна: стопроцентная замена ненужных клеток на нужные - регенерация. Способность узнавания "чужаков" на разных уровнях не нова, она встречается в природе сплошь и рядом.

Цитата:

Если тело взрослой губки продавить через сетчатую ткань, то все клетки отделятся друг от друга, как просеянные сквозь сито. Если затем поместить все эти отдельные клетки в воду и осторожно, тщательно перемешать, полностью разрушив все связи между ними, то спустя некоторое время они начинают постепенно сближаться и воссоединяются, образуя целую губку, сходную с прежней. В этом участвует своего рода «узнавание» на клеточном уровне, о чём свидетельствует следующий эксперимент: губки трёх разных видов разделяли описанным способом на отдельные клетки и как следует перемешивали. При этом обнаружилось, что клетки каждого вида способны «узнавать» в общей массе клетки своего вида и воссоединяются только с ними, так что в результате образовалась не одна, а три новых губки, подобные трём исходным.

[Astronaft]

Tookser в сообщении #983014 писал(а):

Да и неясно, как это поможет против некоторых заболеваний вроде заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Вот кстати, хороший пример, вы же склероз сосудов имели ввиду? А теперь представьте, что все что налипает на эти сосуды (холестерин, жир... или что там еще?...) - на руках. Оно сразу начнет рассасываться, а через день другой исчезнет. Потому что кожа - это один из фрагментов человека, очень даже подверженный регенерации.

[Tookser]

Astronaft, я лишь не уверен, что существует один универсальный способ заменять патологические клетки на здоровые. Как будут заменяться нейроны? Как будет устроено так, что количество новых клеток будет таким, каким нужно? Для этого понадобяться новые регуляторные цепи, с помощью которых будет регулироваться дедифференциация и дифференциация.
Утверждение о том, что часть генотипа отключается (а часть — не включается) при дифференциации — верно, но при дифференциации видоизменяется и форма клетки, её состав. Понадобится придумать, например, как заменять клетки сердца на новые на живом сердце, так чтобы его работа не прекращалась и не возникало побочных эффектов.
Пример с руками — хороший, но руки могут сбрасывать слои эпидермиса во внешнюю среду, но сбрасывать жировые отложения просто в кровеносную систему кажется опасным.
И в примере со стволовыми клетками их генная модификация не проводилась (там не говорится об этом, по крайней мере).