Recent onderzoek bij verschillende regenererende dieren heeft aangetoond dat er verschillende stamcelstrategieën zijn voor het regenereren van lichaamsdelen die zijn opgebouwd uit meerdere weefsels, zoals spieren, zenuwen en huid. Als we de principes en moleculen begrijpen die deze dieren gebruiken om volwassen weefsels te regenereren, kunnen deze lessen dan worden toegepast op het regenereren of engineeren van menselijk weefsel?
De onderzoeksgroep van wetenschapper Peter Reddien in de VS heeft onlangs een al lang bestaande vraag over regeneratie bij planarian (platworm) opgelost: kan één enkele stamcel een heel dier regenereren? Het antwoord is ja, dat kan. Hieruit blijkt dat volwassen planaria over pluripotente stamcellen beschikken – cellen die ALLE celtypes van het lichaam van het dier kunnen maken. Hoe deze pluripotente cellen in het lichaam van de platworm worden aangestuurd zodat ze geen tumoren vormen, is een belangrijke vraag die verschillende onderzoeksgroepen nu bestuderen.
Maar niet alle dieren gebruiken pluripotente cellen bij de regeneratie. De stamcellen die een kikkerstaart en een salamander ledemaat regenereren, hebben heel andere eigenschappen dan een stamcel van een planarian. In deze dieren heeft elk weefsel – zoals spieren, zenuwen of huid – zijn eigen set stamcellen die net de verschillende soorten cellen in dat specifieke weefsel maken. Met andere woorden, een spierstamcel kan geen huid maken en huidstamcellen kunnen geen spier maken. Deze multipotente weefselspecifieke stamcellen zijn waarschijnlijk zeer vergelijkbaar met de stamcellen in ons eigen lichaam die weefsels zoals onze huid of spieren vernieuwen of herstellen. Waarom kunnen dergelijke stamcellen bij een salamander een hele ledemaat regenereren, maar bij ons slechts de schade aan één weefseltype herstellen? Dat is een andere vraag waar wetenschappers nu aan werken.
Naast het gebruik van stamcellen kan regeneratie ook werken door gedifferentieerde cellen die waren gestopt met delen, te laten ‘teruggaan’ naar deling en vermenigvuldiging om het verloren weefsel te vervangen. Onlangs is aangetoond dat dit gebeurt bij de regeneratie van het hart in de zebravis, waar een hartspiercel, de cardiomyocyt, zich deelt om het ontbrekende hartweefsel aan te vullen. Dit regeneratief fenomeen is ook aangetroffen in pasgeboren muizenharten, maar gaat snel verloren wanneer de muizen volwassen worden. Er is meer onderzoek nodig om te begrijpen hoe gedifferentieerde cellen kunnen worden gemaakt om zich te delen en nieuw hartweefsel te produceren, en waarom dit vermogen bij de mens verloren gaat.