Neue Forschungen an verschiedenen regenerativen Tieren haben gezeigt, dass es verschiedene Strategien für Stammzellen gibt, um Körperteile zu regenerieren, die aus mehreren Geweben bestehen, wie Muskeln, Nerven und Haut. Wenn wir die Prinzipien und Moleküle verstehen, mit denen diese Tiere erwachsenes Gewebe regenerieren, können wir sie dann auch für die Regeneration oder den Aufbau von menschlichem Gewebe nutzen?
Die Forschungsgruppe des Wissenschaftlers Peter Reddien in den Vereinigten Staaten hat die Lösung für eine seit langem bestehende Frage im Bereich der Regeneration von Planarien gefunden: Kann eine einzige Stammzelle ein ganzes Tier regenerieren? Die Antwort lautet: Ja, das kann sie. Dies zeigt, dass erwachsene Planarien pluripotente Stammzellen haben – Zellen, die alle Zelltypen im Körper des Tieres bilden können. Wie diese pluripotenten Zellen im Körper der Würmer kontrolliert werden, damit sie keine Tumore bilden, ist eine wichtige Frage, mit der sich nun mehrere Forschergruppen beschäftigen.
Aber nicht alle Tiere nutzen pluripotente Zellen zur Regeneration. Die Zellen, die im Salamander einen Froschschwanz und eine Gliedmaße regenerieren, haben ganz andere Eigenschaften als die Stammzellen von Planarien. Bei diesen Tieren hat jedes Gewebe – z. B. Muskeln, Nerven oder Haut – seinen eigenen Satz von Zellen, die nur die verschiedenen Zelltypen des jeweiligen Gewebes bilden. Mit anderen Worten: Eine Muskelstammzelle kann keine Haut bilden und Hautzellen können keine Muskeln bilden. Diese gewebespezifischen, multipotenten Stammzellen sind wahrscheinlich den Stammzellen in unserem eigenen Körper sehr ähnlich, die Gewebe wie Haut oder Muskeln erneuern. Warum können solche Zellen beim Salamander eine ganze Gliedmaße regenerieren, bei uns aber nur Schäden an einem einzigen Gewebe reparieren? Dies ist eine weitere Frage, mit der sich Wissenschaftler jetzt beschäftigen
Neben der Verwendung von Stammzellen kann die Regeneration auch dadurch funktionieren, dass sie differenzierte Zellen, die sich nicht mehr geteilt haben, dazu bringt, sich wieder zu teilen und zu vermehren, um das verlorene Gewebe zu ersetzen. Dies wurde kürzlich bei der Herzregeneration im Zebrafisch nachgewiesen, wo sich eine Herzmuskelzelle, der so genannte Kardiomyozyt, teilt, um das fehlende Herzgewebe zu ersetzen. Dieses Regenerationsphänomen wurde auch bei neugeborenen Mäusen festgestellt, geht aber schnell wieder verloren, wenn die Mäuse erwachsen werden. Es bedarf weiterer Forschung, um zu verstehen, wie differenzierte Zellen dazu gebracht werden können, sich zu teilen und neues Herzgewebe zu bilden, und warum diese Fähigkeit beim Menschen verloren geht.