Axolotls, Mexicaanse salamanders, bezitten opmerkelijke regeneratieve vermogens, waarbij ze hele ledematen, organen en zelfs delen van hun hersenen teruggroeien, wat inzicht biedt in potentiële menselijke genezingsvooruitgang.
Axolotls fascineren biologen al meer dan een eeuw vanwege hun vermogen om verloren lichaamsdelen perfect te regenereren. Een recente studie in Nature onthult dat axolotl-cellen een "positioneel geheugen" hebben dat de hergroei begeleidt. Dit geheugen stelt cellen in staat om hun locatie in het lichaam te onthouden en ontbrekende structuren te herbouwen zonder littekens of verkeerde vormen.
Cellen gedragen zich alsof ze een interne GPS hebben, die hun locatie langs de lichaamsassen kent. Wanneer een ledemaat verloren gaat, vermenigvuldigen cellen in de buurt van de wond zich en vormen een blastema, een structuur waar cellen zich vermengen en hun oorspronkelijke posities onthouden. Dit precieze positionele geheugen stelt de cellen in staat om de ontbrekende ledemaat naadloos te laten hergroeien.
De studie benadrukt de rol van een gen genaamd Hand2 en een signaleringseiwit genaamd Sonic hedgehog bij het handhaven van dit positionele geheugen. Cellen aan de achterkant van de ledemaat produceren Hand2, dat Sonic hedgehog activeert bij verwonding. Sonic hedgehog versterkt Hand2, waardoor de identiteit van de cellen wordt versterkt.
Wetenschappers waren in staat om dit systeem te "hacken" door cellen aan de voorkant bloot te stellen aan Sonic hedgehog, waardoor ze een achterkantidentiteit aannamen. Zelfs nadat de ledemaat was hergroeid, behielden deze geherprogrammeerde cellen hun nieuwe identiteit door meerdere regeneraties. Deze cellulaire geheugen herschrijving werkt betrouwbaarder van voor naar achter, een fenomeen dat "posterieure dominantie" wordt genoemd.
Het begrijpen van positioneel geheugen zou een revolutie teweeg kunnen brengen in wondgenezing en weefselmanipulatie, waardoor artsen vervangend weefsel kunnen kweken dat perfect overeenkomt met hun omgeving. Dit zou kunnen leiden tot littekenvrije genezing, nauwkeurige reparatie van gecompliceerde wonden en regeneratie van verloren weefsels met een goede integratie in de lichaamssystemen.
Dit onderzoek daagt ons begrip van geheugen uit en laat zien dat cellen in het hele lichaam herinneringen opslaan die zijn gecodeerd in genen en eiwitten. Deze cellulaire herinneringen kunnen worden bewerkt, wat nieuwe mogelijkheden biedt voor regeneratieve geneeskunde. De studie verbindt ook vroege ontwikkeling met volwassen regeneratie en onthult hoe dezelfde moleculaire circuits worden hergebruikt voor ledemaathergroei.
Axolotls, hoewel bedreigd in hun natuurlijke habitats, blijven van onschatbare waarde voor het begrijpen van regeneratie. Hun vermogen om zichzelf met precisie te herbouwen biedt waardevolle lessen voor het ontsluiten van het menselijk regeneratieve potentieel. Dit onderzoek brengt ons dichter bij het revolutioneren van wondgenezing en weefselmanipulatie door getransplanteerde cellen nauwkeurige instructies te geven voor hun rol en locatie.