Olika cellmekanismer bakom återskapade kroppsdelar
Forskare vid Karolinska Institutet har upptäckt att två olika arter av salamandrar har olika sätt för att få musklerna att växa tillbaka i förlorade kroppsdelar. Fynden av de artspecifika lösningarna, som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Cell Stem Cell, visar att det inte bara finns en utan flera mekanismer för att återskapa vävnad.
I den nya studien märkte forskarna in olika celltyper för att kunna studera vilka sorters celler som gav upphov till ny muskelvävnad hos salamandrar som blivit av med ett framben. Salamandrar är kända för att vara mästare på att återskapa tappade svansar och andra extremiteter, men även vävnad i exempelvis hjärta och hjärna. Forskarna jämförde två olika salamanderarter. Den traditionella synen är att den nya vävnaden bildas från en population av stamceller, som aktiveras när kroppsdelar skadas. Men i fallet med de två salamanderarterna visade sig att detta enbart stämde för den ena arten, trots att arterna är relativt närbesläktade med varandra.
– Vi visar att i en av salamanderarterna återskapas muskelvävnaden från specialiserade muskelceller, som dedifferentierar och glömmer bort vilken typ av celler de varit. Det är en intressant cellulär mekanism som gör att cellernas specialisering inte är stabil och nya stamceller produceras, till skillnad från den andra arten där de nya musklerna skapas från existerande stamceller, säger András Simon, docent vid institutionen för cell- och molekylärbiologi, som ledde arbetet med studien på Karolinska Institutet.
Hos salamanderarten med förmåga att dedifferentiera muskelceller avtar inte kapaciteten att återskapa, regenerera, vävnad med åldern. Forskarna menar att det kan vara kopplat till att de kan göra nya stamceller av muskelceller när det behövs. Även hos människor är muskeln regenerativ och skadade muskelfibrer repareras bra. Men till exempel hos patienter med muskeldystrofi, en grupp sjukdomar där musklerna successivt bryts ned, hinner kroppen efter ett tag inte med att reparera skadade muskelfibrer. Det kan bero på att med tiden minskar antalet funktionella muskelstamceller hos dessa patienter, så att stamcellerna inte längre räcker till. Fynden från salamandrarna kan ännu inte appliceras på människor, men kunskapen är viktig för att forskarna på sikt ska kunna förstå hur skadad eller förlorad vävnad återskapas.
– Det är viktigt att studera vad som händer i processen när muskelcellerna hos salamandrarna glömmer bort sin cellulära identitet och hur detta styrs. Det är även viktigt att undersöka varför deras förmåga att regenerera är oberoende av åldern och antalet gånger de behöver regenerera samma vävnad och kroppsdel, säger András Simon.
Studien har genomförts i samarbete med forskare vid Technische Universität Dresden och Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics. Den har finansierats med anslag från bland annat Cancerfonden, Vetenskapsrådet, Europeiska forskningsrådet och Wenner-Gren Stiftelserna.
Läs ett pressmeddelande om studien
Publikation
Fundamental differences in dedifferentiation and stem cell recruitment during skeletal muscle regeneration in two salamander species.
Cell Stem Cell 2014 Feb;14(2):174-87