How do animals regrow their limbs? And why can't humans do it? - Jessica Whited

Traduttore: Erica Ricci Revisore: Chiara Mondini

For some animals, losing a limb is a decidedly permanent affair.

Per certi animali la perdita di un arto è una cosa permanente.

But for salamanders, particularly axolotls,

Ma per le salamandre, e specialmente per l’axolotl,

amputation is just a temporary affliction.

l’amputazione è solo un disagio temporaneo.

Not only can they grow back entire limbs in as little as six weeks,

Non solo sono capaci di far ricrescere interi arti nell’arco di sei settimane,

they can also regenerate heart and even brain tissue.

ma possono anche rigenerare il cuore e persino il tessuto cerebrale.

So how does this astonishing adaptation work?

Ma come funziona questo straordinario adattamento?

Regardless of regeneration,

Indipendentemente dalla rigenerazione,

every limbed creature had to grow their arms and legs at some point.

ogni creatura dotata di arti, si è dovuta far crescere braccia e gambe,

ad un certo punto.

And whether that process starts in the womb or the world,

E, che questo processo inizi nell’utero o fuori,

it almost always begins with little bumps called limb buds.

comincia quasi sempre con piccoli abbozzi chiamati gemme degli arti.

These buds are full of progenitor cells—

Le gemme pullulano di cellule progenitrici,

a cornucopia of cell types that can differentiate into various tissues,

una moltitudine di tipi di cellule che poi si differenziano in vari tessuti,

including muscles, cartilage, ligaments, and tendons.

inclusi i muscoli, le cartilagini, i legamenti e i tendini.

Some of these progenitors are stem cells,

Alcune di queste progenitrici sono cellule staminali,

capable of developing into a range of specialized cells and tissues,

in grado di svilupparsi in una serie di cellule specializzate e tessuti,

while others are merely derived from stem cells.

mentre altre sono dei semplici derivati delle cellule staminali.

But in either case, the progenitors differentiate and multiply rapidly

In entrambi i casi, le progenitrici si differenziano e moltiplicano in fretta

as the limb bud develops.

mentre la gemma dell’arto si sviluppa.

Nerves grow into the limb from nearby cell bodies

I nervi che crescono nell’arto provengono da cellule vicine

and a network of blood vessels form which fuel the process with oxygen.

e si forma una rete di vasi sanguigni che alimenta il processo con l’ossigeno.

Eventually, that tiny bud grows into a full infant limb.

Alla fine, la piccola gemma diventa un arto infantile intero.

Most salamanders, including axolotls, develop their limbs in the same way.

Molte salamandre, incluso l’axolotl, sviluppano i propri arti analogamente.

But unlike other animals, they can also start this process all over again

Ma, a differenza di altri animali, possono ricominciare il processo da capo,

if they need to.

se necessario.

When salamanders lose a limb,

Quando le salamandre perdono un arto,

surrounding skin cells quickly surge across the wound’s surface.

le cellule circostanti si riversano subito sulla superficie della ferita.

This new layer of skin is called the wound epidermis,

Questo nuovo strato di pelle è noto come epidermide della ferita

and once established, it signals cells in the underlying limb stump

e, una volta stabilito, segnala alle cellule del moncone sottostante

to undergo something called dedifferentiation.

di avviare un processo chiamato dedifferenziazione.

This process reverts nearby cells from fully developed limb tissues

Questo fa regredire le cellule vicine, sviluppatesi nel tessuto degli arti,

back into earlier, less specialized progenitor cells.

al loro antico stato, meno specializzato, di cellule progenitrici.

At the same time, the peripheral nervous system fires up stem cells

Nel mentre, il sistema nervoso periferico attiva le cellule staminali

throughout the salamander’s body.

disseminate nel corpo della salamandra.

This would be impossible for most multicellular organisms,

Ciò risulterebbe impossibile per molti organismi multicellulari,

whose stem cells typically lose their regenerative capacity with age.

le cui cellule staminali perdono la capacità rigenerativa negli anni.

But when salamander stem cells near the injury get the right signal,

Ma nelle salamandre, le cellule staminali vicine alla lesione, con il giusto segnale

they reactivate and start multiplying.

si riattivano e iniziano a moltiplicarsi.

Researchers don’t know what ratio of stem cells

I ricercatori non sanno che rapporto di cellule staminali

and dedifferentiated progenitor cells regeneration requires.

e cellule progenitrici dedifferenziate occorra per la rigenerazione.

But we do know these cells come together

Ma sappiamo che queste cellule si uniscono

to form the most important part of the process: the blastema.

per formare la parte più importante del processo: il blastema.

This structure is almost identical to a limb bud—

Questa struttura è quasi identica a una gemma dell’arto:

the primary difference is that it’s made of recycled, repurposed cells,

la differenza principale è che è fatta di cellule riciclate e riqualificate

and potentially reserved cells, rather than completely new ones.

e di potenziali riserve, invece che di cellule totalmente nuove.

Beyond that, blastemas and limb buds have the same mission:

A parte ciò, i blastemi e le gemme hanno la stessa missione:

to make thousands of new cells and organize them

generare migliaia di nuove cellule e organizzarle

into the muscle, bone, skin, and nerve tissue

nel tessuto muscolare, osseo, cutaneo e nervoso

required for a functional limb.

di cui necessita un arto per funzionare.

As this process unfolds, nerves and blood vessels spanning the injury site

Nel corso di questo processo, i nervi e i vasi sanguigni della regione lesionata

transmit nutrition and oxygen.

apportano nutrienti e ossigeno.

Over several weeks, the stump will steadily grow

Settimana dopo settimana, il moncone si trasforma

a miniature limb with translucent skin.

in un minuscolo arto con pelle traslucida.

And when the process is complete,

Alla fine dell’intero processo,

not only will the limb match the rest of the salamander,

l’arto si abbinerà perfettamente al resto della salamandra,

there won't even be a scar.

e in più non rimarrà nemmeno una cicatrice.

The relationship between scarring and regeneration

Il rapporto tra cicatrizzazione e rigenerazione

is just one of this processes’ many mysteries.

è solo uno dei molti misteri di questo processo.

Scientists are still tracking salamander cells on the molecular level

Gli scienziati monitorano le cellule della salamandra sul piano molecolare

to determine how they revert from a mature stage into a regenerative one.

per determinare come fanno a tornare da uno stadio maturo a uno rigenerativo.

And research into transplanting blastema cells investigates

E la ricerca sul trapianto delle cellule del blastema indaga

how other animals might replicate this reconstructive wizardry.

su come altri animali potrebbero replicare questo prodigio ricostruttivo.

We also don’t understand how salamanders’ bodies know

Non abbiamo ancora capito come fa il corpo della salamandra

what part of the limb has been lost or how much needs to be regrown.

a sapere quale parte dell’arto ha perso o quanto farlo crescere.

One theory is that blastema cells have a form of positional memory,

Una teoria è che le cellule del blastema abbiano una forma di memoria di posizione

allowing them to determine how much to grow in relation to one another.

che consente loro di determinare quanto crescere in rapporto alle altre.

And it’s equally important to understand how these limbs know when to stop growing

È altrettanto importante capire

come gli arti sappiano quando smettere di crescere

to prevent overdevelopment, like in cancerous tumors.

per evitare un sovrasviluppo, come avviene nel cancro.

But one of regenerations essential ingredients doesn’t belong solely

Ma uno degli ingredienti essenziali per la rigenerazione non è una prerogativa

to salamanders: the blastema.

solo delle salamandre: il blastema.

Deer antlers use a similar healing tissue to regenerate each year,

Le corna dei cervi utilizzano un tessuto molto simile per rigenerarsi ogni anno,

even though their skin scars like ours.

anche se la loro pelle si cicatrizza, come la nostra.

Spiny mice can also restore skin, hair, and some other appendages scar-free.

Anche il topo spinoso può riparare pelle, pelo e altre parti senza avere cicatrici.

And even humans can regenerate the tips of our fingers and toes

E persino noi umani possiamo rigenerare la punta delle dita di mani e piedi

in a surprisingly similar manner.

in modo sorprendentemente simile.

We still don’t know whether this ability is tied

Ancora non sappiamo se questa capacità provenga

to our shared ancestry with salamanders

dal nostro progenitore in comune con le salamandre

or fueled by distinct biological mechanisms.

o se sia innescata da meccanismi biologici distinti.

But with time and research,

Ma con il tempo e con la ricerca,

who knows what evolutionary knowledge we might grow back.

chissà che processo evolutivo potremmo ricostruire.