Ostatnie badania przeprowadzone na różnych regenerujących się zwierzętach wykazały, że istnieją różne strategie komórek macierzystych do regeneracji części ciała zbudowanych z wielu tkanek, takich jak mięśnie, nerwy i skóra. Jeśli zrozumiemy zasady i molekuły, których te zwierzęta używają do regeneracji dorosłych tkanek, czy te lekcje mogą być zastosowane do regeneracji lub inżynierii tkanek ludzkich?
Grupa badawcza Petera Reddiena z USA rozwiązała ostatnio odwieczne pytanie dotyczące regeneracji planariów (płazińców) – czy pojedyncza komórka macierzysta może zregenerować całe zwierzę? Odpowiedź brzmi: tak, jest to możliwe. Pokazuje to, że dorosłe planarie posiadają pluripotencjalne komórki macierzyste – komórki, które mogą wytworzyć WSZYSTKIE typy komórek ciała zwierzęcia. Jak te pluripotencjalne komórki są kontrolowane w ciele płazińca, aby nie tworzyły guzów, jest ważnym pytaniem, które bada obecnie kilka grup badawczych.
Ale nie wszystkie zwierzęta używają pluripotencjalnych komórek do regeneracji. Komórki macierzyste, które regenerują ogon żaby i kończynę salamandry, mają zupełnie inne właściwości niż komórki macierzyste planarian. U tych zwierząt każda tkanka – taka jak mięśnie, nerwy czy skóra – ma swój własny zestaw komórek macierzystych, które po prostu wytwarzają różne typy komórek w danej tkance. Innymi słowy, komórki macierzyste mięśnia nie mogą wytworzyć skóry, a komórki macierzyste skóry nie mogą wytworzyć mięśni. Te multipotencjalne komórki macierzyste specyficzne dla danej tkanki są prawdopodobnie bardzo podobne do komórek macierzystych w naszym własnym organizmie, które odnawiają lub naprawiają tkanki takie jak skóra czy mięśnie. Dlaczego takie komórki macierzyste mogą zregenerować całą kończynę u salamandry, ale w naszych ciałach naprawiają tylko uszkodzenia jednego typu tkanki? To kolejne pytanie, nad którym pracują teraz naukowcy.
Oprócz wykorzystania komórek macierzystych, regeneracja może działać poprzez powodowanie, że zróżnicowane komórki, które przestały się dzielić, „wracają” do dzielenia się i namnażania w celu zastąpienia utraconej tkanki. Ostatnio wykazano, że dzieje się to w regeneracji serca u rybek zebrafish, gdzie komórka mięśnia sercowego zwana kardiomiocytem dzieli się, aby uzupełnić brakującą tkankę sercową. To regeneracyjne zjawisko odkryto również w nowo narodzonych sercach myszy, ale jest ono szybko tracone w miarę dojrzewania myszy. Potrzeba więcej badań, aby zrozumieć, w jaki sposób zróżnicowane komórki mogą dzielić się i produkować nową tkankę sercową oraz dlaczego zdolność ta jest tracona u ludzi.