Het is een gemeen spelletje (waar ik me zelf nooit aan heb gewaagd…): als je bij een salamander een poot of de staart afsnijdt loopt het diertje vrolijk verder en groeit na verloop van tijd weer een nieuwe poot/staart aan… Ook regenwormen en zebravisjes hebben de mogelijkheid om lichaamsdelen te regeneren. Zoogdieren kunnen dit (helaas) niet – bij mensen kan alleen de lever zichzelf herstellen (hoewel er ook aanwijzingen zijn dat bij kleine kinderen geamputeerde vingertopjes weer kunnen aangroeien – dit terzijde). Hoe dit wonderlijke mechanisme in salamaders werkt houdt biologen al decennia lang bezig.
Wanneer een salamander een staart of poot kwijtraakt, krijgen de spiercellen vlakbij de beschadiging hier signalen van. De ontwikkelde spiercellen doen dan als het ware een stapje terug en vormen primitievere, ongedifferentieerde spiercellen. Ze kunnen dan opnieuw gaan delen en vormen een “groeischijf” waaruit nieuw spierweefsel kan ontstaan. Bij salamanders is het gen Rb betrokken bij dit proces. Normaal, in een ontwikkelde spiercel, is het gen Rb actief; wanneer het wordt uitgeschakeld gaat de cel een stap terug in de celdelingscylcus en kan de aangroei van de verloren staart of poot beginnen. Bij menselijke spiercellen in kweek werkt dit principe niet – er moet dus nog een andere factor zijn in amfibieën die dit proces aanstuurt. Wat hebben salamanders dat wij niet hebben?
Wetenschappers uit Californië hebben nu het moleculaire mechanisme van dit principe verder blootgelegd (artikel in Cell Stem Cell). De onderzoekers kwamen erachter dat het niet gaat om iets dat salamanders wel hebben en zoogdieren niet, maar andersom. Ze vonden dat een gen, dat bij zoogdieren betrokken is bij celdeling, Arf genaamd, wél voorkomt bij zoogdieren maar niet bij amfibieën. Wanneer zowel Arf als het eerder genoemde Rb werden uitgeschakeld in muizen-spiercellen, gingen deze ook een stapje terug, net als bij salamanders. Wanneer de genen weer actief werden gemaakt, ontwikkelden de cellen zich weer tot gespecialiseerde spiercellen. Ook lieten de onderzoekers zien dat wanneer de “primitieve” cellen met uitgeschakeld Rb en Arf werden geimplanteerd in levende muizen, deze makkelijk konden integreren in volgroeide muizenspieren.
Dit is een belangrijke ontdekking voor de kennis over weefsel-regeneratie, maar er moet niet te vroeg worden gejuicht, iets dat ook de onderzoekers beamen. Beide genen, Arf en Rb, hebben ook een functie bij celdeling en zijn hiernaast ook “tumorsuppressorgenen”. Dat betekent dat ze in hun normale functie beschermen tegen de ontwikkeling van kanker. Als je ze uitschakelt kunnen cellen zich ongehinderd gaan delen met alle gevolgen van dien… Zoogdieren lijken dus gedurende de evolutie het principe van weefsel-regeneratie te hebben verloren ten koste van een betere tumor-suppressie. De ontrafeling van dit mechanisme is een belangrijke stap in de kennis over weefsel-regeneratie, maar aangroei van een geamputeerd been door het uitschakelen van bepaalde genen zit er voorlopig niet in.
Dit artikel is oorspronkelijk verschenen op wetenschapsblog Sciencepalooza
