I generationer har vetenskapen accepterat att människor och salamandrar har mycket olika sätt att hantera skador: salamandrar växer ut hela lemmar, medan människor bildar ärrvävnad och klagar på det. Ny forskning från Texas A&M College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences (VMBS) tyder på att denna begränsning kanske inte är så inbyggd som vi trodde – förmågan att regenerera kan gömma sig i vår egen läkningsmekanism, bara i väntan på rätt knuff.

"Varför vissa djur kan regenerera och andra, särskilt människor, inte kan är en stor fråga som har ställts sedan Aristoteles tid," sa Dr. Ken Muneoka, professor vid VMBS:s avdelning för veterinärfysiologi och farmakologi (VTPP). "Jag har ägnat min karriär åt att försöka förstå det." Aristoteles, för att vara tydlig, hade inte tillgång till moderna tillväxtfaktorer.

I en studie publicerad i Nature Communications beskriver Muneoka och kollegor en tvåstegsbehandling som framgångsrikt regenererade ben, ledstrukturer och ligament hos däggdjur. Den återväxta vävnaden var inte perfekta kopior, men tillräckligt nära för att antyda att metoden så småningom skulle kunna minska ärrbildning och förbättra vävnadsreparation efter amputationer.

Nyckeln var att omdirigera läkningsprocessen bort från fibros – kroppens standardrespons där fibroblaster snabbt stänger sår med ärrvävnad. Hos regenererande djur som salamandrar samlas liknande celler i en blastem, en struktur som fungerar som grund för ny tillväxt. Texas A&M-teamet ville se om de kunde knuffa däggdjursfibroblaster mot blastem istället för ärr.

"Det är som om dessa celler kan röra sig i två olika riktningar," sa Muneoka. "De kan antingen göra ett ärr eller göra en blastem. Vår forskning fokuserade på att omdirigera beteendet hos fibroblaster som redan finns på skadeplatsen."

Behandlingen använder två välkända tillväxtfaktorer i följd. Först applicerade de fibroblasttillväxtfaktor 2 (FGF2) efter att såret hade läkt – de lät kroppen reagera normalt innan de ingrep. Detta uppmuntrade bildandet av en blastemliknande struktur, vilket normalt inte förekommer hos däggdjur efter sådana skador. Några dagar senare applicerade de benmorfogenetiskt protein 2 (BMP2), som sa åt cellerna att börja bygga ny vävnad.

"Detta är verkligen en tvåstegsprocess," sa Muneoka. "Du flyttar först cellerna bort från ärrbildning, och sedan ger du signalerna som säger åt dem vad de ska bygga."

En av studiens mest uppmuntrande resultat är att regenerering inte kräver tillsats av stamceller utifrån – en vanlig metod inom regenerativ medicin. "Du behöver inte faktiskt ta stamceller och sätta tillbaka dem," sa Muneoka. "De finns redan där – du behöver bara lära dig hur du får dem att bete sig som du vill."

Dr. Larry Suva, en annan VTPP-professor involverad i studien, sa att resultaten utmanar långvariga antaganden. "Cellerna som vi trodde var oprogrammerbara är faktiskt det," sa Suva. "Kapaciteten är inte frånvarande – den är bara dold."

Forskarna fann också bevis för att celler kan omdirigeras för att skapa strukturer utanför sin vanliga plats – en process som kallas positionsomprogrammering. I praktiken kan celler som normalt skulle hjälpa till att bilda en typ av vävnad instrueras att bygga något helt annat efter en skada.

Även om den regenererade vävnaden inte var exakta kopior av den ursprungliga anatomin, återställde teamet framgångsrikt alla större strukturer som tagits bort under amputation, inklusive ben, senor, ligament och ledvävnad. "Vi regenererade vad du skulle förvänta dig att se på den skadenivån," sa Muneoka. "Strukturerna finns där – bara inte i perfekt form."

Resultaten tyder också på att regenerering beror på flera biologiska vägar som samverkar, vilket gör det mycket mer komplext än att aktivera en enda mekanism. Men forskarna tror att metoden kan ha praktiska tillämpningar långt innan fullständig regenerering blir möjlig – även att bara skifta responsen