Seit Generationen akzeptiert die Wissenschaft, dass Menschen und Salamander sehr unterschiedliche Ansätze bei Verletzungen haben: Salamander wachsen ganze Gliedmaßen nach, während Menschen Narbengewebe bilden und sich darüber beschweren. Neue Forschungen des Texas A&M College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences (VMBS) legen nahe, dass diese Einschränkung möglicherweise nicht so fest verdrahtet ist, wie wir dachten – die Fähigkeit zur Regeneration könnte sich in unserer eigenen Heilungsmaschinerie verstecken und nur auf den richtigen Anstoß warten.

„Warum einige Tiere regenerieren können und andere, insbesondere Menschen, nicht, ist eine große Frage, die seit Aristoteles gestellt wird“, sagte Dr. Ken Muneoka, Professor in der Abteilung für Veterinärphysiologie und Pharmakologie (VTPP) des VMBS. „Ich habe meine Karriere damit verbracht, das zu verstehen.“ Aristoteles, wohlgemerkt, hatte keinen Zugang zu modernen Wachstumsfaktoren.

In einer in Nature Communications veröffentlichten Studie beschreiben Muneoka und Kollegen eine zweistufige Behandlung, die erfolgreich Knochen, Gelenkstrukturen und Bänder bei Säugetieren regenerierte. Die nachgewachsenen Gewebe waren keine perfekten Kopien, aber sie waren nah genug, um zu vermuten, dass der Ansatz letztendlich Narbenbildung reduzieren und die Gewebereparatur nach Amputationen verbessern könnte.

Der Schlüssel war, den Heilungsprozess von der Fibrose wegzulenken – der Standardreaktion des Körpers, bei der Fibroblastenzellen Wunden schnell mit Narbengewebe schließen. Bei regenerierenden Tieren wie Salamandern sammeln sich ähnliche Zellen zu einem Blastem, einer Struktur, die als Grundlage für neues Wachstum dient. Das Team von Texas A&M wollte sehen, ob sie Säugetier-Fibroblasten in Richtung Blastem statt Narbe drängen könnten.

„Es ist, als ob diese Zellen sich in zwei verschiedene Richtungen bewegen könnten“, sagte Muneoka. „Sie könnten entweder eine Narbe oder ein Blastem bilden. Unsere Forschung konzentrierte sich darauf, das Verhalten der bereits an der Verletzungsstelle vorhandenen Fibroblasten umzulenken.“

Die Behandlung verwendet zwei bekannte Wachstumsfaktoren nacheinander. Zuerst applizierten sie Fibroblasten-Wachstumsfaktor 2 (FGF2), nachdem die Wunde verheilt war – sie ließen den Körper normal reagieren, bevor sie eingriffen. Dies förderte die Bildung einer blastemähnlichen Struktur, die normalerweise bei Säugetieren nach solchen Verletzungen nicht auftritt. Einige Tage später applizierten sie knochenmorphogenetisches Protein 2 (BMP2), das diesen Zellen signalisierte, neues Gewebe aufzubauen.

„Das ist wirklich ein zweistufiger Prozess“, sagte Muneoka. „Man lenkt die Zellen zuerst von der Narbenbildung weg und gibt dann die Signale, die ihnen sagen, was sie aufbauen sollen.“

Eines der ermutigendsten Ergebnisse der Studie ist, dass die Regeneration keine Zugabe von Stammzellen von außerhalb des Körpers erfordert – ein gängiger Ansatz in der regenerativen Medizin. „Man muss nicht tatsächlich Stammzellen nehmen und wieder einsetzen“, sagte Muneoka. „Sie sind bereits da – man muss nur lernen, wie man sie dazu bringt, sich so zu verhalten, wie man will.“

Dr. Larry Suva, ein weiterer an der Studie beteiligter VTPP-Professor, sagte, die Ergebnisse stellten lang gehegte Annahmen in Frage. „Die Zellen, von denen wir dachten, sie seien nicht programmierbar, sind es tatsächlich“, sagte Suva. „Die Fähigkeit ist nicht abwesend – sie ist nur verdeckt.“

Die Forscher fanden auch Hinweise darauf, dass Zellen umgelenkt werden können, um Strukturen außerhalb ihres üblichen Standorts zu bilden – ein Prozess, der als positionsspezifische Neufestlegung bezeichnet wird. In der Praxis können Zellen, die normalerweise zur Bildung einer Gewebeart beitragen, angewiesen werden, nach einer Verletzung etwas völlig anderes wieder aufzubauen.

Obwohl die regenerierten Gewebe keine exakten Übereinstimmungen mit der ursprünglichen Anatomie waren, stellte das Team erfolgreich alle wichtigen Strukturen wieder her, die während der Amputation entfernt wurden, einschließlich Knochen, Sehnen, Bänder und Gelenkgewebe. „Wir haben das regeneriert, was man auf dieser Verletzungsebene erwarten würde“, sagte Muneoka. „Die Strukturen sind da – nur nicht in perfekter Form.“

Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass die Regeneration von mehreren biologischen Signalwegen abhängt, die zusammenwirken, was sie weitaus komplexer macht als die Aktivierung eines einzelnen Mechanismus. Aber die Wissenschaftler glauben, dass der Ansatz praktische Anwendungen haben könnte, lange bevor eine vollständige Regeneration möglich wird – selbst wenn die Reaktion nur verschoben wird.