Een nieuwe studie gepubliceerd in Nature Communications onthult dat de genetische en cellulaire mechanismen achter de regeneratie van ledematen verrassend goed bewaard zijn gebleven bij diverse gewervelde soorten, waaronder oude vissen en moderne salamanders. Deze ontdekking werpt licht op de evolutionaire geschiedenis van regeneratie en suggereert dat het vermogen om verloren lichaamsdelen terug te laten groeien een eeuwenoude eigenschap is die in veel geslachten, waaronder de mens, verloren is gegaan of verminderd.
Evolutionaire oorsprong van regeneratie
Onderzoekers onder leiding van Igor Schneider van de Louisiana State University concentreerden zich op de Senegal bichir (Polypterus senegalus ), een oude beenvis die in staat is om de vinnen volledig te regenereren. Deze soort wordt beschouwd als een “levend fossiel” vanwege zijn positie aan de basis van de stamboom van gewervelde dieren. Door de bichir te bestuderen naast axolotls (salamanders die bekend staan om hun regeneratie van ledematen) en zebravissen (die de vinpunten terug laten groeien), ontdekte het team een gedeeld cellulair speelboek voor hergroei.
Immuunrespons als belangrijke trigger
Uit de studie bleek dat alle drie de soorten regeneratie initiëren met een snelle instroom van immuuncellen. In eerste instantie werken deze cellen om infecties te bestrijden, een standaard wondreactie. Bij de bichir en axolotl draait het immuunsysteem echter snel om ontstekingen te onderdrukken, waardoor de vorming van littekenweefsel wordt voorkomen – een cruciale stap voor succesvolle regeneratie. Littekenvorming remt de hergroei; door dit te vermijden behouden deze dieren de noodzakelijke cellulaire omgeving voor weefselreconstructie.
Metabole verschuiving voor zuurstofonafhankelijke groei
Wondgenezing gaat vaak gepaard met een verstoorde bloedstroom, wat leidt tot zuurstofgebrek. Uit het onderzoek bleek dat alle drie de soorten deze uitdaging overwinnen door metabolische routes te activeren die niet afhankelijk zijn van zuurstof. Hierdoor kunnen cellen energie en bouwmaterialen voor regeneratie blijven produceren, zelfs in omstandigheden met weinig zuurstof.
Onverwachte rol van rode bloedcellen
Een van de meest opvallende bevindingen was de enorme toename van rode bloedcellen op de amputatieplaats bij bichirs en axolotls –tot 20% van alle aanwezige cellen, vergeleken met de gebruikelijke 2%. In tegenstelling tot menselijke rode bloedcellen, die hun kernen verliezen bij rijping, behouden deze cellen ze, waardoor verhoogde genactiviteit mogelijk is. De onderzoekers vermoeden dat deze rode bloedcellen met kern een signaal kunnen geven aan andere cellen, waardoor het regeneratieve proces verder wordt gecoördineerd.
Implicaties voor de menselijke geneeskunde
De gedeelde mechanismen die bij deze ver verwante soorten zijn waargenomen, suggereren dat het vermogen om ledematen te regenereren diep geworteld is in de evolutie van gewervelde dieren. Hoewel mensen dit vermogen grotendeels hebben verloren, zou het begrijpen van de onderliggende genetische en cellulaire routes toekomstige inspanningen op het gebied van regeneratieve geneeskunde kunnen informeren. De studie benadrukt dat de sleutel tot regeneratie van ledematen niet noodzakelijkerwijs ligt in het ontdekken van geheel nieuwe genen, maar in het opnieuw tot leven wekken of herbestemmen van oude, geconserveerde routes die al bestaan in ons eigen genoom.
Dit werk vertegenwoordigt een belangrijke stap in de richting van het ontrafelen van de mysteries van wedergeboorte. Verder onderzoek naar deze mechanismen zou uiteindelijk kunnen uitwijzen of mensen op een dag het vermogen zouden kunnen herwinnen om verloren ledematen terug te laten groeien.
