Regeneration in the metazoans: why does it happen?

Alvarado, Alejandro Sánchez

doi:10.1002/(sici)1521-1878(200006)22:6<578::aid-bies11>3.0.co;2-#

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“…Consequently, physiological-homeostatic regeneration does not affect the TDPs previously described: Organisms only capable of physiologicalhomeostatic regeneration possess totipotent/pluripotent stem cells only during the first period of their life. By contrast, restorative-facultative regeneration requires a high potential for differentiation and a high recruitment of stem cells (Sánchez Alvarado 2000). Thus, organisms that perform facultative-restorative regeneration during their life possess stem cells described in the previous TDP as specific to the embryonic period (see Salo 2006).…”

Section: Tdp (C): One Phasesupporting

confidence: 77%

Stem Cells and the Temporal Boundaries of Development: Toward a Species-Dependent View

Laplane

2011

Biol Theory

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International audienceThe tacit standard view that development ends once reproductive capacity is acquired (reproductive boundary, or "RB," thesis) has recently been challenged by biologists and philosophers of biology arguing that development continues until death (death boundary, or "DB," thesis). The relevance of these two theses is difficult to assess because the fact that there is no precise definition of development makes the determination of its temporal boundaries problematic. Taking into account this difficulty, this article tries to develop a new species-dependent perspective on temporal boundaries of development. This species-dependent account stands against both RB and DB theses since neither of them reflects the differences between species in the temporality of their development. In this perspective, I propose to use stem cells as a tool to analyze (1) the different developmental capacities of an organism during its life; and (2) the different developmental temporal capacities between species. In particular, I will show that stem cells enable four distinct temporal developmental patterns to be distinguished, i.e., four distinct temporal boundaries of development in the living. I show how these four patterns can be interpreted differently depending on the perspective one has on the definition of development

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Section: Tdp (C): One Phasesupporting

confidence: 77%

Stem Cells and the Temporal Boundaries of Development: Toward a Species-Dependent View

Laplane

2011

Biol Theory

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“…The response observed in the present study would be most consistent with the initial phase of a nonblastemal, epimorphic regenerative response (7,8). This type of regeneration is characterized by cell proliferation and subsequent regeneration of site appropriate tissue, the classic example of which in mammals is liver regeneration after acute liver injury (5,11).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…A blastema is a preprogrammed accumulation of multipotential cells that spontaneously proliferate, migrate, differentiate, and spatially organize in three dimensions to form a perfect phenocopy of the missing or injured body part (7). The second category of epimorphic regeneration does not involve a blastema and instead utilizes mechanisms that include: (i) transdifferentiation of cells to replace the missing tissue; (ii) limited dedifferentiation and proliferation of cells; and/or (iii) proliferation and differentiation of stem and progenitor cells in the injured tissue (8). The specific origins of the cells, the genetic profile, and the upstream molecular signals that participate in the two categories of epimorphic regeneration are only partially known, and microenvironmental cues and cell populations required to initiate and sustain the process are gradually and systemically being identified (9, 10).…”

mentioning

confidence: 99%

Epimorphic regeneration approach to tissue replacement in adult mammals

Agrawal

Johnson²,

Reing³

et al. 2009

Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

140

134

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Urodeles and fetal mammals are capable of impressive epimorphic regeneration in a variety of tissues, whereas the typical default response to injury in adult mammals consists of inflammation and scar tissue formation. One component of epimorphic regeneration is the recruitment of resident progenitor and stem cells to a site of injury. Bioactive molecules resulting from degradation of extracellular matrix (ECM) have been shown to recruit a variety of progenitor and stem cells in vitro in adult mammals. The ability to recruit multipotential cells to the site of injury by in vivo administration of chemotactic ECM degradation products in a mammalian model of digit amputation was investigated in the present study. Adult, 6- to 8-week-old C57/BL6 mice were subjected to midsecond phalanx amputation of the third digit of the right hind foot and either treated with chemotactic ECM degradation products or left untreated. At 14 days after amputation, mice treated with ECM degradation products showed an accumulation of heterogeneous cells that expressed markers of multipotency, including Sox2, Sca1, and Rex1 (Zfp42). Cells isolated from the site of amputation were capable of differentiation along neuroectodermal and mesodermal lineages, whereas cells isolated from control mice were capable of differentiation along only mesodermal lineages. The present findings demonstrate the recruitment of endogenous stem cells to a site of injury, and/or their generation/proliferation therein, in response to ECM degradation products.

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“…Cet article se propose de faire le point sur nos connaissances concernant la régénération des pattes chez les tétrapodes et des nageoires chez les poissons. < très répandu parmi les métazoaires [4] et apparaît dans des branches éloignées chez les vertébrés (Figure 1). Le phénomène de régénération des appendices correspond-t-il à plusieurs émergences au cours de l'évolution ou bien à un processus ancestral qui a été perdu dans certains phylums ?…”

Section: Régénération Des Appendices Phylogénie Et Ontogénieunclassified

La régénération des appendices chez les vertébrés : un modèle expérimental ancien pour étudier les cellules souches chez l’adulte

Tawk¹,

Vriz

2003

Med Sci (Paris)

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La régénération correspond à la reconstitution, morphologique et fonctionnelle, d'une partie vivante qui a été détruite (➜). Chez la plupart des vertébrés adultes, la capacité de régénérer est limitée à quelques tissus, comme par exemple le foie, la peau, les os et les muscles squelettiques. Il est toutefois possible d'observer la régé-nération des appendices (pattes, queue, nageoire, etc.) chez certains amphibiens et poissons. Cette régénération s'accompagne d'une restauration complète de la forme, de la segmentation et des fonctions de la portion amputée. Ce phénomène implique un renouvellement coordonné de nombreux types cellulaires à partir d'un petit pool de cellules. Concernant l'origine des cellules qui vont participer à la régénération, les hypothèses et la nomenclature ont varié. Il peut s'agir aussi bien de cellules souches indifférenciées, recrutées dans le moignon et migrant vers l'épiderme de cicatrisation, que de cellules différenciées subissant une étape de dédifférenciation accompagnée d'un retour à la prolifé-ration. Ce sont surtout les travaux fondés sur la seconde hypothèse qui en ont démontré définitivement l'existence [1,2]. Pour désigner l'ensemble des cellules qui vont être mobilisées au cours de la régénération, nous utiliserons ici le terme de cellules de réserve qui paraît le plus commode, même s'il a parfois servi à désigner soit les cellules indifférenciées, soit les cellules subissant une dédiffé-renciation, soit les deux. Régénération des appendices, phylogénie et ontogénieEn 1768, L. Spallanzani, qui le premier observa la régé-nération des pattes chez les salamandres, s'interrogeait déjà sur le fait que ce phénomène soit restreint à certaines espèces [3]. Le phénomène de régénération est MEDECINE/SCIENCES 2003 ; 19 : 465-71 REVUES MINI-SYNTHÈSE > La recherche sur les cellules souches laisse entrevoir d'extraordinaires possibilités de traitement des maladies dégénératives. En effet, la capacité de pouvoir dériver des cellules totipotentes à partir d'embryons humains donne la possibilité de dévelop-per une médecine régénérative, mais pose également le problème du statut de l'embryon qui, dans ce cas, est considéré comme matériel thérapeutique. Une alternative à l'utilisation des cellules souches embryonnaires humaines est l'utilisation de cellules souches prélevées chez l'adulte. Mais, dans un cas comme dans l'autre, nos connaissances sur les cellules totipotentes ou pluripotentes sont insuffisantes et de nombreuses questions doivent être résolues avant que l'on ne maîtrise la sélection et la différen-ciation de ces cellules dans un type cellulaire donné. Quelles sont les caractéristiques moléculaires d'une cellule souche adulte? Quels sont les mécanismes sous-jacents à la re-programmation d'une cellule? Quels sont les signaux qui contrôlent la multiplication et la différenciation des cellules souches? Un travail de recherche fondamentale est nécessaire pour éclaircir ces différents points. Dans ce contexte, la régénération des appendices chez les vertébrés offre un terrain d'inve...

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Regeneration in the metazoans: why does it happen?

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Stem Cells and the Temporal Boundaries of Development: Toward a Species-Dependent View

Stem Cells and the Temporal Boundaries of Development: Toward a Species-Dependent View

Epimorphic regeneration approach to tissue replacement in adult mammals

La régénération des appendices chez les vertébrés : un modèle expérimental ancien pour étudier les cellules souches chez l’adulte

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