Per generazioni, la scienza ha accettato che umani e salamandre hanno approcci molto diversi alle ferite: le salamandre rigenerano interi arti, mentre gli umani formano tessuto cicatriziale e si lamentano. Nuove ricerche dal Texas A&M College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences (VMBS) suggeriscono che questa limitazione potrebbe non essere così radicata come pensavamo: la capacità di rigenerarsi potrebbe nascondersi all'interno del nostro stesso meccanismo di guarigione, in attesa della giusta spinta.
"Perché alcuni animali possono rigenerarsi e altri, in particolare gli umani, no è una grande domanda che è stata posta fin da Aristotele," ha detto il dottor Ken Muneoka, professore nel Dipartimento di Fisiologia e Farmacologia Veterinaria (VTPP) del VMBS. "Ho passato la mia carriera a cercare di capirlo." Aristotele, per la cronaca, non aveva accesso a fattori di crescita moderni.
In uno studio pubblicato su Nature Communications, Muneoka e colleghi descrivono un trattamento in due fasi che ha rigenerato con successo ossa, strutture articolari e legamenti nei mammiferi. I tessuti rigenerati non erano repliche perfette, ma erano abbastanza vicini da suggerire che l'approccio potrebbe eventualmente ridurre le cicatrici e migliorare la riparazione dei tessuti dopo amputazioni.
La chiave è stata reindirizzare il processo di guarigione lontano dalla fibrosi - la risposta predefinita del corpo in cui le cellule fibroblastiche chiudono rapidamente le ferite con tessuto cicatriziale. Negli animali rigeneranti come le salamandre, cellule simili si raccolgono in un blastema, una struttura che funge da base per la nuova crescita. Il team del Texas A&M voleva vedere se potevano spingere i fibroblasti dei mammiferi verso il blastema invece della cicatrice.
"È come se queste cellule potessero muoversi in due direzioni diverse," ha detto Muneoka. "Potrebbero fare una cicatrice o fare un blastema. La nostra ricerca si è concentrata sul reindirizzare il comportamento dei fibroblasti già presenti nel sito della lesione."
Il trattamento utilizza due noti fattori di crescita in sequenza. Prima, hanno applicato il fattore di crescita dei fibroblasti 2 (FGF2) dopo che la ferita si era rimarginata - lasciando che il corpo rispondesse normalmente prima di intervenire. Questo ha incoraggiato la formazione di una struttura simile a un blastema, che normalmente non si verifica nei mammiferi dopo tali lesioni. Diversi giorni dopo, hanno applicato la proteina morfogenetica ossea 2 (BMP2), che ha detto a quelle cellule di iniziare a costruire nuovi tessuti.
"Questo è davvero un processo in due fasi," ha detto Muneoka. "Prima sposti le cellule lontano dalla cicatrizzazione, e poi fornisci i segnali che dicono loro cosa costruire."
Uno dei risultati più incoraggianti dello studio è che la rigenerazione non richiede l'aggiunta di cellule staminali dall'esterno del corpo - un approccio comune in medicina rigenerativa. "Non devi effettivamente prendere cellule staminali e rimetterle dentro," ha detto Muneoka. "Sono già lì - devi solo imparare come farle comportare come vuoi."
Il dottor Larry Suva, un altro professore del VTPP coinvolto nello studio, ha detto che i risultati sfidano presupposti di lunga data. "Le cellule che pensavamo non fossero programmabili, in realtà lo sono," ha detto Suva. "La capacità non è assente - è solo oscurata."
I ricercatori hanno anche trovato prove che le cellule possono essere reindirizzate per creare strutture al di fuori della loro posizione abituale - un processo chiamato ri-specificazione posizionale. In termini pratici, le cellule che normalmente aiuterebbero a formare un tipo di tessuto possono essere istruite per ricostruire qualcosa di completamente diverso dopo una lesione.
Sebbene i tessuti rigenerati non fossero corrispondenze esatte dell'anatomia originale, il team ha ripristinato con successo tutte le principali strutture rimosse durante l'amputazione, tra cui osso, tendine, legamento e tessuto articolare. "Abbiamo rigenerato quello che ti aspetteresti di vedere a quel livello di lesione," ha detto Muneoka. "Le strutture ci sono - solo non in una forma perfetta."
I risultati suggeriscono anche che la rigenerazione dipende da molteplici percorsi biologici che lavorano insieme, rendendola molto più complessa dell'attivazione di un singolo meccanismo. Ma gli scienziati credono che l'approccio potrebbe avere applicazioni pratiche molto prima che la rigenerazione completa diventi possibile - anche solo spostando la risposta