Schlafende Regenerationsgene im Menschen entdeckt

Jedes Jahr werden weltweit mehr als eine Million Menschen amputiert, wegen Diabetes, Traumata, Infektionen oder Krebs. Prothesen ersetzen Funktion, nicht Gewebe. Jetzt zeigt eine Studie dreier US-Universitäten, dass die Gene für echte Geweberegeneration womöglich schon im menschlichen Erbgut vorhanden sind, nur stillgelegt.

Was SP6 und SP8 mit Salamandern zu tun haben

Axolotl, Zebrafisch und Maus teilen eine Gemeinsamkeit, die Forschern lange rätselhaft war: Alle drei regenerieren beschädigtes Gewebe auf bemerkenswerte Weise. Axolotl können ganze Gliedmaßen, Teile des Herzens, des Gehirns und der Leber nachwachsen lassen. Zebrafische reparieren Flossengewebe, Netzhaut und Nierengewebe. Mäuse regenerieren die Spitzen ihrer Zehen, wenn die Nagelbettstruktur intakt bleibt.

Warum gelingt das diesen Tieren, Menschen aber nicht? Ein Forscherteam aus Wake Forest University, Duke University und der University of Wisconsin-Madison hat jetzt einen zentralen Mechanismus identifiziert. Die Wissenschaftler untersuchten das regenerierende Hautgewebe aller drei Spezies und stellten fest, dass jeweils dieselben Gene aktiviert werden: SP6 und SP8.

Josh Currie, Assistenzprofessor für Biologie an der Wake Forest University und Leiter des Axolotl-Labors, beschrieb den Befund gegenüber ScienceDaily so: „Diese Forschung hat drei Labore zusammengebracht, die an drei Organismen arbeiten, um Regeneration zu vergleichen. Sie hat uns gezeigt, dass es universelle, einheitliche genetische Programme gibt, die Regeneration in sehr unterschiedlichen Organismen antreiben.“

Beteiligt waren außerdem David A. Brown, Plastischer Chirurg an der Duke University, der Zehenregeneration bei Mäusen erforscht, sowie Kenneth D. Poss von der Duke University, der sich auf Flossenregeneration beim Zebrafisch spezialisiert hat. Die Studie wurde in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht (DOI: 10.1073/pnas.2532804123).

CRISPR-Experimente und erste Gentherapie

Um die Funktion der Gene zu belegen, griff Curries Team zu CRISPR-Geneditierung und entfernte SP8 gezielt aus dem Axolotl-Genom. Das Ergebnis: Die Tiere konnten Knochen in amputierten Gliedmaßen nicht mehr ordentlich regenerieren. Versuche an Mäusen zeigten dasselbe, wenn sowohl SP6 als auch SP8 fehlten.

Daraus entwickelte Browns Labor eine virale Gentherapie, inspiriert von einem Geweberegeneration-Verstärker, den Poss zuvor im Zebrafisch identifiziert hatte. Die Therapie liefert FGF8, ein Signalmolekül, das normalerweise durch SP8 aktiviert wird, direkt in das beschädigte Gewebe. In Mäusen, denen SP6 und SP8 fehlten, konnte die Behandlung die Knochenneubildung in den Zehen teilweise wiederherstellen. Bei Mäusen mit intakten SP-Genen beschleunigte sie die Regeneration zusätzlich.

Parallel dazu veröffentlichte ein zweites Team um Ken Muneoka von der Texas A&M University im April 2026 in Nature Communications eine verwandte Entdeckung: Ein Zweischrittverfahren mit den Wachstumsfaktoren FGF2 und BMP2, sequenziell verabreicht, regeneriert bei Mäusen nicht nur Knochen, sondern auch Sehnen, Bänder und Gelenkstrukturen, ohne dass externe Stammzellen eingesetzt werden. Muneoka fasste das Prinzip so zusammen: „Die Fähigkeit ist nicht verloren, sie ist nur verborgen.“

Vergleichsfälle aus der Regenerationsforschung

Der Befund reiht sich in eine Serie medizinischer Erkenntnisse ein, die zeigen, wie tiefgreifend evolutionär konservierte Mechanismen sind.

Die erste CRISPR-basierte Gentherapie gegen Sichelzellkrankheit, Casgevy, erhielt im Dezember 2023 die Zulassung durch die US-amerikanische FDA. Obwohl Sichelzellkrankheit und Gliedmaßenregeneration biologisch verschieden sind, belegt die Zulassung denselben Grundsatz: CRISPR lässt sich nutzen, um genetische Programme zu korrigieren oder neu zu aktivieren, die der Körper selbst abgeschaltet hat.

Noch deutlicher ist die Parallele bei Hepatitis C. Bis 2014 galt eine Heilung als kaum erreichbar. Die Entwicklung direkt wirkender antiviraler Mittel, sogenannter DAAs, brachte Heilungsraten von über 95 Prozent. Entscheidend war auch hier, dass Forscher zunächst den biologischen Mechanismus exakt verstehen mussten, bevor sie gezielt eingreifen konnten. Die SP-Genforschung folgt dieser Logik: Erst verstehen, wie Regeneration funktioniert, dann den Schalter umlegen.

Ein weiterer Vergleichspunkt ist die Forschung zum Blastema, jener Zellmasse, aus der regenerierendes Gewebe wächst. Prayag Murawala vom MDI Biological Laboratory in Bar Harbor (Maine) zeigte mit hochauflösender Einzelzell-Bildgebung (XENIUM), dass Bindegewebezellen bis zu 75 Prozent der Blastema-Zusammensetzung ausmachen und in einen embryonalähnlichen Zustand zurückkehren können. Murawala nannte sie „die primären Architekten der Gliedmaßenrekonstruktion“. Auch dieser Befund war lange unterschätzt worden.

Drei Bedingungen, damit dieser Weg zum Menschen führt

Die Ergebnisse sind vielversprechend, aber der Weg zu einer Therapie für Menschen ist noch weit. Drei Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit aus den Mäuse-Experimenten ein klinisch nutzbares Verfahren wird.

Erstens müssen SP6 und SP8 auch im menschlichen Gewebe aktivierbar sein. Mäuse teilen mit Menschen als Säugetiere die genetische Grundarchitektur, aber ob die Gensignale im komplexeren menschlichen Immunsystem gleich reagieren, ist offen. Curries Team plant nach eigenen Angaben weitere Versuche an größeren Säugetiermodellen.

Zweitens muss die virale Gentherapie sicher sein. FGF8 ist ein Wachstumssignal, das bei unkontrollierter Aktivierung auch Tumorwachstum begünstigen kann. Die Dosierung und zeitliche Steuerung der Abgabe sind entscheidend.

Drittens braucht es ausreichend Forschungsfinanzierung, um den nächsten Entwicklungsschritt zu skalieren. Die Texas-A&M-Studie wurde durch DARPA, das US Army Research Center und den NIH gefördert (Grants R01HD116825 und R01AG081812), was auf militärisches Interesse an Geweberegeneration für Kriegsverletzte hindeutet. Dieser Anreiz beschleunigt die Forschung, lenkt sie aber auch in eine spezifische Richtung.