Oamenii ar putea deține o putere de regenerare ascunsă, iar descoperirile recente ale oamenilor de știință deschid ușa către o vindecare ce depășește cu mult formarea țesutului cicatricial.
Oamenii de știință au făcut un pas surprinzător spre deblocarea regenerării la mamifere, demonstrând că abilitatea de a reconstrui părți complexe ale corpului nu a fost pierdută, ci ar putea fi, de fapt, „dezactivată”. Printr-un tratament în două etape, cercetătorii au reușit să redirecționeze răspunsul normal de vindecare al organismului, îndepărtându-l de formarea cicatricilor și direcționându-l către regenerare. Astfel, au reușit să refacă osul, articulațiile, ligamentele și tendoanele după amputații, în studii pe animale.
De generații, oamenii de știință au considerat incapacitatea de a regenera membre pierdute ca fiind una dintre limitările fundamentale ale oamenilor și ale altor mamifere. În timp ce creaturi precum salamandrele pot regenera membre întregi, oamenii își vindecă, de obicei, rănile prin formarea de țesut cicatricial. Cercetări noi, realizate la Colegiul de Medicină Veterinară și Științe Biomedicale (VMBS) de la Texas A&M, sugerează însă că abilitățile regenerative ar putea să nu fie complet absente la mamifere. Mai degrabă, ele ar putea fi ascunse în mecanismele normale de vindecare ale organismului, așteptând să fie activate în condițiile potrivite.
„De ce unele animale pot regenera și altele, în special oamenii, nu pot, este o întrebare mare pusă încă din vremea lui Aristotel”, a declarat Dr. Ken Muneoka, profesor în Departamentul de Fiziologie și Farmacologie Veterinară (VTPP) al VMBS. „Mi-am dedicat cariera încercând să înțeleg acest lucru.”
Într-un studiu publicat în Nature Communications, Muneoka și colegii săi descriu un nou tratament în două etape care a permis regenerarea osului, a structurilor articulare și a ligamentelor. Deși țesuturile regenerate nu au fost replici perfecte ale originalelor, cercetătorii cred că abordarea ar putea contribui, în cele din urmă, la reducerea cicatrizării și la îmbunătățirea reparării țesuturilor după amputații.
Atunci când mamiferele suferă o leziune, organismul răspunde, de obicei, prin fibroză. În timpul acestui proces, celulele fibroblaste închid rapid rana și creează țesut cicatricial. Deși acest răspuns ajută la prevenirea infecției și a daunelor suplimentare, el limitează și capacitatea organismului de a reconstrui ceea ce a fost pierdut. Animalele capabile de regenerare urmează o cale diferită. La salamandre, de exemplu, celulele similare se adună într-o structură numită blastem, care servește drept fundație pentru creșterea țesutului nou.
„Este ca și cum aceste celule pot merge în două direcții diferite”, a spus Muneoka. „Ele pot fie să facă o cicatrice, fie să facă un blastem. Cercetarea noastră s-a concentrat pe redirecționarea comportamentului fibroblastelor deja prezente la locul leziunii.”
Pentru a explora dacă vindecarea mamiferelor poate fi orientată spre regenerare, echipa de cercetare a dezvoltat un tratament ce folosește doi factori de creștere bine cunoscuți, în secvență. Prima etapă a implicat aplicarea factorului de creștere a fibroblastelor 2 (FGF2) după ce rana s-a închis. Așteptând până la finalizarea procesului inițial de vindecare, cercetătorii au permis organismului să răspundă normal înainte de a interveni. Potrivit lui Muneoka, echipa a „schimbat apoi ceea ce se întâmplă în continuare”. FGF2 a încurajat formarea unei structuri asemănătoare blastemului, ceva ce în mod normal nu apare la mamifere după acest tip de leziune. Câteva zile mai târziu, cercetătorii au aplicat un al doilea factor de creștere, proteina 2 de morfogeneză osoasă (BMP2), care a determinat acele celule să înceapă să construiască țesuturi noi.
„Acesta este, într-adevăr, un proces în două etape”, a afirmat Muneoka. „Mai întâi, deplasezi celulele departe de cicatrizare, apoi furnizezi semnalele care le spun ce să construiască.”
Una dintre cele mai importante descoperiri ale studiului este că regenerarea ar putea să nu necesite adăugarea de celule stem din afara corpului, o abordare explorată frecvent în medicina regenerativă.
„Nu este nevoie să iei celule stem și să le introduci înapoi”, a spus Muneoka. „Ele sunt deja acolo – doar trebuie să înveți cum să le faci să se comporte așa cum vrei.”
Dr. Larry Suva, un alt profesor VTPP implicat în studiu, a declarat că rezultatele contestă presupunerile de lungă durată despre capacitățile celulelor mamifere.
„Celulele pe care le credeam inprogramabile, de fapt sunt”, a spus Suva. „Capacitatea nu este absentă – este doar mascată.”
Cercetătorii au găsit, de asemenea, dovezi că celulele pot fi redirecționate pentru a crea structuri în afara locației lor obișnuite. Acest proces, cunoscut sub numele de respecificare pozițională, este o parte importantă a dezvoltării. În termeni practici, celulele care ar forma în mod normal un tip de țesut pot fi instruite să reconstruiască o structură diferită în urma unei leziuni.
Deși țesuturile regenerate nu au fost identice cu anatomia originală, cercetătorii au reușit să refacă toate structurile majore care fuseseră îndepărtate în timpul amputației, inclusiv osul, tendonul, ligamentul și țesutul articular. Zonele regenerate conțineau atât componente scheletice, cât și țesuturi conjunctive, aranjate în modele ce imitau anatomia naturală.
„Am regenerat ceea ce te-ai aștepta să vezi la acel nivel de leziune”, a spus Muneoka. „Structurile sunt acolo – doar că nu într-o formă perfectă.”
Descoperirile sugerează, de asemenea, că regenerarea depinde de multiple căi biologice care lucrează împreună. Refacerea țesuturilor pare a fi mult mai complexă decât activarea unui singur mecanism.
Deși cercetarea se află încă în stadii incipiente, oamenii de știință cred că ar putea avea aplicații practice cu mult înainte ca regenerarea completă să devină posibilă. În loc să se concentreze exclusiv pe înlocuirea structurilor lipsă, abordarea ar putea ajuta la îmbunătățirea rezultatelor vindecării prin reducerea formării cicatricilor și prin intensificarea reparării țesuturilor.
„Oamenii ar trebui să înceapă să se gândească la utilizarea acestor semnale în timpul procesului de vindecare”, a spus Muneoka. „Chiar și o ușoară deplasare a răspunsului departe de cicatrizare ar putea avea beneficii reale.”
Calea către testarea clinică ar putea fi, de asemenea, mai simplă decât în cazul multor terapii experimentale. BMP2 are deja aprobare FDA pentru anumite aplicații medicale, iar FGF2 este în prezent evaluat în multiple studii clinice.
Studiul se adaugă dovezilor tot mai numeroase că regenerarea la mamifere nu ar fi o trăsătură complet pierdută. În schimb, ar putea fi o capacitate latentă care rămâne în mod normal inactivă în timpul vindecării.
„Acest lucru schimbă modul în care ne gândim la ceea ce este posibil”, a spus Suva. „Odată ce arăți că regenerarea poate fi activată, se deschid uși pentru a pune întrebări complet noi.”
Pentru Muneoka, aceste întrebări au motivat decenii de cercetare și au acum un nou cadru promițător.
„Eșecul regenerativ la mamifere poate fi remediat”, a spus el. „Acum avem un model pentru a începe să înțelegem cum.”