Un șoarece a regenerat un deget. Nu cu celule stem din exterior, ci cu propriile sale fibroblaste, reprogramate printr-un simplu protocol chimic.

Rezultatul, publicat în Nature Communications, contrazice o dogmă acceptată de decenii: la mamifere, regenerarea complexă nu este imposibilă, ci doar latentă.

Echipa de la Universitatea Texas A&M a demonstrat că o masă de celule numită blastemă – acel „ghem” nediferențiat din care salamandrele își reconstruiesc labele pierdute – poate fi indusă artificial la un mamifer.

În mod normal, organismul unui șoarece (și al omului) răspunde la o amputare prin fibroză: fibroblastele depun colagen și fibronectină, sigilează rana și formează o cicatrice. Este un proces rapid, fiabil, dar care exclude orice șansă de reconstrucție anatomică.

Cum au fost redirecționate celulele?

Cercetătorii au schimbat această traiectorie. După ce rana s-a închis, au aplicat mai întâi FGF2 – factorul de creștere al fibroblastelor 2. Acesta a stimulat formarea unei structuri asemănătoare blastemei la locul leziunii, un fenomen care la mamifere nu se produce niciodată în condiții normale.

Câteva zile mai târziu, au folosit BMP2 – proteina morfogenetică osoasă 2. Semnalul a fost primit: celulele au început să construiască țesut nou.

Rezultatul a fost un deget regenerat care includea două oase noi, o articulație sinovială, tendoane și ligamente provenite din ciot, plus un ligament suplimentar care lega cele două oase ectopice.

„Am regenerat ceea ce te-ai aștepta să vezi la acel nivel de leziune”, a declarat dr. Ken Muneoka, cercetătorul principal. „Structurile sunt prezente, doar că nu într-o formă perfectă. ” Imperfecțiunea contează mai puțin decât principiul.

Până acum, se considera că biologia mamiferelor nu poate produce un astfel de rezultat. Iată că poate. Cheia nu este să aduci celule noi, ci să redirecționezi comportamentul celulelor deja existente.

Fibroblastele de la locul rănii par să păstreze potențialul de a forma un blastem, dacă primesc semnalul molecular potrivit la momentul potrivit.

De la șoarece la om – provocări și perspective

„Este ca și cum aceste celule s-ar putea îndrepta în două direcții diferite”, a explicat Muneoka. „Ele ar putea fie să formeze o cicatrice, fie să formeze un blastem. Noi ne-am concentrat pe redirecționarea lor.

” Colegul său, dr. Larry Suva, a formulat aceeași idee în termeni tranșanți: „Celulele pe care le consideram imposibil de programat sunt, de fapt, programabile. Capacitatea nu lipsește, ci este doar ascunsă.

” Studiul a relevat și un fenomen inedit: celulele au fost capabile să reconstruiască structuri în locuri situate dincolo de poziția lor inițială. „Re-specificarea pozițională” este bine cunoscută în biologia dezvoltării, dar nu fusese observată până acum ca răspuns la o leziune la un mamifer.

Este ca și cum celulele ar fi primit și o hartă, nu doar o comandă. Contextul științific este relevant.

O lucrare separată publicată în aceeași revistă în 2024 despre viermii de pământ (Enchytraeus japonensis) a identificat două gene, soxC și mmpReg, ca factori-cheie pentru formarea blastemei la acea specie.

Iar dinamică similară s-a observat la mormolocii de broască, ceea ce sugerează că mecanismul molecular de bază ar putea fi conservat la o gamă largă de animale – inclusiv, poate, la mamifere, care pur și simplu nu-l mai activează în mod natural. În corpul uman, fibroza este răspunsul standard.

Ficatul, de exemplu, cicatrizează în loc să regenereze, iar Fundația Americană pentru Ficat descrie același mecanism în bolile hepatice. Fibroza este rapidă și sigură, dar exclude rezultatul complex pe care regenerarea l-ar putea oferi.

O regenerare completă a unui braț sau a unui picior la om rămâne departe. Muneoka indică însă aplicații mult mai imediate: recuperarea după amputări și repararea sistemului musculo-scheletic.

„Oamenii ar trebui să înceapă să se gândească la utilizarea acestor semnale în timpul procesului de vindecare”, a spus el. „Chiar și o ușoară deviere a răspunsului de la formarea de cicatrici ar putea avea beneficii reale. ” Protocoalele existente facilitează drumul spre clinică.

BMP2 are deja aprobare FDA pentru anumite aplicații ortopedice. FGF2 se află în studii clinice. „Acest lucru schimbă modul în care ne gândim la ceea ce este posibil”, a conchis Suva. „Odată ce demonstrezi că regenerarea poate fi activată, se deschide ușa către întrebări cu totul noi. „