Regeneraatiokyky

Regeneraatiokyky tarkoittaa kykyä palauttaa vaurioituneet tai kadonneet kudokset sekä niihin liittyvät toiminnot. Kyky vaihtelee suuresti eliöittäin ja kudostyypeittäin: jotkin eläimet ja kasvit voivat korvata osia itsestään huomattavasti, toiset vain rajoitetusti. Regeneraatiota voidaan tarkastella sekä kokonaisvaltaisena uusiutumiskykynä että yksittäisten solujen proliferointina ja erilaistumisena.

Eläinmaailmassa regeneraatiokyky vaihtelee lajeittain. Esimerkiksi planarianat ja axolotit kykenevät korvaamaan koko ruumiin osia tai jopa koko yksilönsä, kun taas useimmat selkärankaiset ovat rajallisempia: ihmisen kudokset voivat toipua, mutta suurin osa vaurioista korvautuu lähinnä parantumisella ja arpeutumisella. Makroskooppisesti merkittäviä esimerkkejä ovat maksuregeneraatio, ihon ja luukudoksen korjaantuminen sekä sydämen hauraan heikosti regeneratiivinen kapasiteetti. Solutasolla regeneraatio liittyy usein kantasolujen tai progenitor solujen aktiivisuuteen sekä dedifferoitumiseen ja uudelleen erilaistumiseen.

Molekyylaari- ja solutasolla keskeisiä mekanismeja ovat solujen proliferointi, blastema-nimisen uudelleen muodostuvan kudosjoukkion syntyminen ja eri signaaliratojen, kuten Wnt-, Notch-, FGF- ja TGF-β -valvonta. Myös tulehduksen rooli, verisuonitus ja ECM-rakenteen remodelointi ovat tärkeitä. Regeneraation ja korjaamisen eron ydin on siinä, että regeneraatio pyrkii palauttamaan alkuperäisen rakenteen ja toiminnallisuuden, kun taas arpeutuminen johtaa vajaakäyttöiseen kudosrakenteeseen.

Model organismeihin kuuluvat planarianat, axolotlit ja zebrafish, mutta myös ihmisen maksassa ja ihossa tapahtuva supplementaarinen regeneraatio on tutkimuksen keskiössä. Regeneraatiokykyyn perustuvan lääketieteen ja bioinsinöörien tutkimukset tähtäävät hoitojen, kuten solusilppujen, kudos- ja organoidien sekä kudosteknisten rakenteiden kehittämiseen. Kasveilla regeneraatio on usein vahvaa: juurten ja vihreiden verso- ja johtojänteiden muodostaminen sekä mikrorisopuhdistettu kasvatus mahdollistavat monipuolisen kasvinhoidon ja levittäminen. Era regeneration-hankkeet kohtaavat teknisiä, immunologisia ja etiikkaan liittyviä haasteita.