Recenti ricerche in diversi animali rigeneranti hanno dimostrato che ci sono varie strategie di cellule staminali per rigenerare parti del corpo costruite da più tessuti, come muscoli, nervi e pelle. Se comprendiamo i principi e le molecole che questi animali usano per rigenerare i tessuti adulti, queste lezioni possono essere applicate alla rigenerazione o all’ingegneria dei tessuti umani?
Il gruppo di ricerca dello scienziato Peter Reddien negli Stati Uniti ha recentemente risolto un’annosa questione nella rigenerazione delle planarie (vermi piatti): una singola cellula staminale può rigenerare un intero animale? La risposta è sì, è possibile. Questo dimostra che le planarie adulte hanno cellule staminali pluripotenti – cellule che possono produrre TUTTI i tipi di cellule del corpo dell’animale. Come queste cellule pluripotenti sono controllate nel corpo del verme piatto in modo che non formino tumori è una domanda importante che diversi gruppi di ricerca stanno studiando.
Ma non tutti gli animali usano cellule pluripotenti nella rigenerazione. Le cellule staminali che rigenerano la coda di una rana e l’arto di una salamandra hanno proprietà molto diverse da quelle di una cellula staminale planaria. In questi animali, ogni tessuto – come il muscolo, il nervo o la pelle – ha il proprio set di cellule staminali che si limitano a produrre i diversi tipi di cellule di quel particolare tessuto. In altre parole, una cellula staminale muscolare non può fare la pelle e le cellule staminali della pelle non possono fare il muscolo. Queste cellule staminali multipotenti tessuto-specifiche sono probabilmente molto simili alle cellule staminali del nostro corpo che rinnovano o riparano i tessuti come la pelle o i muscoli. Perché queste cellule staminali possono rigenerare un intero arto in una salamandra, ma solo riparare i danni a un singolo tipo di tessuto nel nostro corpo? Questa è un’altra domanda su cui gli scienziati stanno lavorando ora.
Oltre ad usare cellule staminali, la rigenerazione può funzionare facendo sì che cellule differenziate che avevano smesso di dividersi “tornino” a dividersi e moltiplicarsi per sostituire il tessuto perso. Questo è stato recentemente dimostrato nella rigenerazione del cuore nel pesce zebra, dove una cellula del muscolo cardiaco chiamata cardiomiocita si divide per rimpiazzare il tessuto cardiaco mancante. Questo fenomeno rigenerativo è stato trovato anche nei cuori di topo appena nati, ma viene rapidamente perso quando i topi maturano. Sono necessarie ulteriori ricerche per capire come le cellule differenziate possono essere fatte dividere e produrre nuovo tessuto cardiaco, e perché questa capacità è persa negli esseri umani.