Per generazioni, gli scienziati hanno considerato l’incapacità di rigenerare le parti del corpo perdute come uno dei limiti fondamentali degli esseri umani e degli altri mammiferi. Mentre creature come le salamandre possono rigenerare interi arti, gli esseri umani in genere guariscono le ferite formando tessuto cicatriziale.
Una nuova ricerca del College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences (VMBS) della Texas A&M University suggerisce, tuttavia, che le capacità rigenerative potrebbero non essere del tutto assenti nei mammiferi. Al contrario, potrebbero essere nascoste all’interno dei normali meccanismi di guarigione dell’organismo, in attesa di essere attivate nelle giuste condizioni.
“Perché alcuni animali siano in grado di rigenerarsi e altri, in particolare gli esseri umani, no, è un grande interrogativo che ci si pone fin dai tempi di Aristotele”, ha affermato il dottor Ken Muneoka, professore presso il Dipartimento di Fisiologia e Farmacologia Veterinaria (VTPP) della VMBS. “Ho dedicato la mia carriera a cercare di capirlo.”
In uno studio pubblicato su Nature Communications , Muneoka e colleghi descrivono un nuovo trattamento in due fasi che ha permesso la rigenerazione di ossa, strutture articolari e legamenti. Sebbene i tessuti rigenerati non fossero repliche perfette degli originali, i ricercatori ritengono che questo approccio potrebbe in futuro contribuire a ridurre le cicatrici e a migliorare la riparazione dei tessuti dopo le amputazioni.
Reindirizzare il processo di guarigione lontano dalla formazione di cicatrici.
Quando i mammiferi subiscono una lesione, il corpo solitamente reagisce con un processo di fibrosi. Durante questo processo, i fibroblasti chiudono rapidamente la ferita e creano tessuto cicatriziale. Se da un lato questa risposta contribuisce a prevenire infezioni e ulteriori danni, dall’altro limita la capacità del corpo di ricostruire ciò che è andato perduto.
Gli animali capaci di rigenerazione seguono un percorso diverso. Nelle salamandre, ad esempio, cellule simili si aggregano in una struttura chiamata blastema, che funge da base per la crescita di nuovi tessuti.
“È come se queste cellule potessero muoversi in due direzioni diverse”, ha affermato Muneoka. “Potrebbero formare una cicatrice o un blastema. La nostra ricerca si è concentrata sul reindirizzare il comportamento dei fibroblasti già presenti nel sito della lesione.”
Per esplorare la possibilità di favorire la guarigione nei mammiferi e la rigenerazione cellulare, il team di ricerca ha sviluppato un trattamento che utilizza in sequenza due noti fattori di crescita.
Il primo passo ha previsto l’applicazione del fattore di crescita dei fibroblasti 2 (FGF2) dopo che la ferita si era già rimarginata. Attendendo il completamento del processo di guarigione iniziale, i ricercatori hanno permesso all’organismo di reagire normalmente prima di intervenire.
Secondo Muneoka, la squadra ha quindi “cambiato il corso degli eventi”.
L’FGF2 ha favorito la formazione di una struttura simile a un blastema, un fenomeno che di solito non si verifica nei mammiferi dopo questo tipo di lesione. Diversi giorni dopo, i ricercatori hanno somministrato un secondo fattore di crescita, la proteina morfogenetica ossea 2 (BMP2), che ha indotto le cellule a iniziare la formazione di nuovi tessuti.
“Si tratta in realtà di un processo in due fasi”, ha spiegato Muneoka. “Prima si allontanano le cellule dalla zona cicatriziale, poi si forniscono i segnali che indicano loro cosa costruire.”
Ripensare il ruolo delle cellule staminali
Uno dei risultati più importanti dello studio è che la rigenerazione potrebbe non richiedere l’aggiunta di cellule staminali provenienti dall’esterno del corpo, un approccio comunemente esplorato nella medicina rigenerativa.
“Non è necessario prelevare cellule staminali e reiniettarle nel corpo”, ha affermato Muneoka. “Sono già presenti, bisogna solo imparare a farle comportarsi nel modo desiderato.”
Il dottor Larry Suva, un altro professore del VTPP coinvolto nello studio, ha affermato che i risultati mettono in discussione le convinzioni consolidate su ciò che le cellule dei mammiferi sono in grado di fare.
“Le cellule che credevamo non programmabili, in realtà lo sono“, ha affermato Suva. “La capacità non è assente, è solo nascosta.”
I ricercatori hanno inoltre trovato prove del fatto che le cellule possono essere riorientate per creare strutture al di fuori della loro posizione abituale. Questo processo, noto come ri-specificazione posizionale, è una parte importante dello sviluppo.
In termini pratici, le cellule che normalmente contribuiscono alla formazione di un tipo di tessuto possono essere indotte a ricostruire una struttura diversa in seguito a una lesione.
Rigenerazione di ossa, tendini, legamenti e articolazioni
Sebbene i tessuti rigenerati non fossero identici all’anatomia originale, i ricercatori sono riusciti a ripristinare tutte le principali strutture che erano state rimosse durante l’amputazione, tra cui ossa, tendini, legamenti e tessuto articolare.
Le aree rigenerate contenevano sia componenti scheletriche che tessuti connettivi disposti secondo schemi che ricordavano l’anatomia naturale.
“Abbiamo rigenerato ciò che ci si aspetterebbe da un infortunio di quel livello”, ha detto Muneoka. “Le strutture ci sono, solo che non sono in forma perfetta.”
I risultati suggeriscono inoltre che la rigenerazione dipende da molteplici vie biologiche che lavorano in sinergia. La ricostruzione dei tessuti sembra essere molto più complessa della semplice attivazione di un singolo meccanismo.
Potenziali benefici per la guarigione delle ferite
Sebbene la ricerca sia ancora nelle sue fasi iniziali, gli scienziati ritengono che potrebbe avere applicazioni pratiche ben prima che la rigenerazione completa diventi possibile.
Anziché concentrarsi esclusivamente sulla sostituzione delle strutture mancanti, questo approccio potrebbe contribuire a migliorare i risultati della guarigione riducendo la formazione di cicatrici e favorendo la riparazione dei tessuti.
“Le persone dovrebbero iniziare a pensare di utilizzare questi segnali durante il processo di guarigione”, ha affermato Muneoka. “Anche un leggero spostamento della risposta verso una minore formazione di cicatrici potrebbe avere dei reali benefici.”
Il percorso verso la sperimentazione clinica potrebbe inoltre essere più agevole rispetto a molte terapie sperimentali. BMP2 ha già ottenuto l’approvazione della FDA per determinate applicazioni mediche, e FGF2 è attualmente in fase di valutazione in diversi studi clinici.
Una nuova prospettiva sulla rigenerazione dei mammiferi
Lo studio si aggiunge alle crescenti prove che la rigenerazione nei mammiferi potrebbe non essere una caratteristica completamente perduta. Potrebbe invece trattarsi di una capacità latente che normalmente rimane inattiva durante il processo di guarigione.
“Questo cambia il nostro modo di pensare a ciò che è possibile”, ha affermato Suva. “Una volta dimostrato che la rigenerazione può essere attivata, si aprono le porte a domande completamente nuove.”
Per Muneoka, queste domande hanno guidato decenni di ricerca e ora dispongono di un nuovo quadro di riferimento promettente.
“Nei mammiferi, i problemi di rigenerazione cellulare possono essere risolti“, ha affermato. “Ora abbiamo un modello per iniziare a capire come fare.”
Abstract
Nei topi, la rigenerazione epimorfica viene stimolata, in seguito ad amputazione di un dito non rigenerativo, mediante un trattamento sequenziale con FGF2 e BMP2 (FGF2→BMP2). L’FGF2 stimola le cellule della ferita dell’amputazione a formare un blastema, mentre il BMP2 induce la differenziazione del blastema per rigenerare, seppur imperfettamente, l’elemento falangeo distale amputato. La formazione di una cartilagine di accrescimento falangeo suggerisce che il rigenerato indotto riproduca lo sviluppo embrionale e studi sul lignaggio cellulare dimostrano che le cellule della ferita che entrano a far parte del blastema vengono riposizionate durante la rigenerazione. Il trattamento con FGF2→BMP2 stimola anche una risposta indipendente dal blastema che rigenera un complesso articolare sinoviale contenente tendine, legamento e un osso simile a un sesamoide derivati dal moncone. Insieme, le risposte dipendenti e indipendenti dal blastema possono portare alla rigenerazione di tutte le strutture scheletriche rimosse dall’amputazione. La risposta rigenerativa indotta dimostra la disponibilità di cellule competenti per la rigenerazione in una ferita non rigenerativa e che la segnalazione di FGF e BMP è sufficiente a innescare un esito rigenerativo in ferite che guariscono per fibrosi.
Materiale fornito dalla Texas A&M University . Articolo originale di Camryn Haines. Nota: il contenuto potrebbe essere modificato per motivi di stile e lunghezza.
Ling Yu, Mingquan Yan, Katherine Zimmel Scaturro, Osama Qureshi, Yu-Lieh Lin, Benjamin B. Bartelle, C. Addison Smith, Daniel Osorio Hurtado, James J. Cai, Lindsay A. Dawson, Regina Brunauer, Larry J. Suva, Manjong Han, Connor P. Dolan, Ken Muneoka. Digit regeneration in mice is stimulated by sequential treatment with FGF2 and BMP2. Nature Communications, 2026; 17 (1) DOI: 10.1038/s41467-026-72066-8
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