Die Prozesse, die zur Organregeneration beitragen, beinhalten die Stimulierung des Wachstums in bestimmten Zellen. Durch die Untersuchung der regenerativen Fähigkeiten bestimmter Tiere erhalten die Forscher ein besseres Verständnis dafür, was der menschliche Körper benötigt, um Gewebe zu reparieren oder nachzuwachsen. Die Forschung in der regenerativen Medizin hat die Rolle von Zytokinen, Wachstumsfaktoren, Stammzellen und anderen Faktoren, die eine Rolle bei der Geweberegeneration spielen, aufgezeigt.
Seit dem 18. Jahrhundert staunen Wissenschaftler über die ungewöhnliche Fähigkeit bestimmter Tiere zur Zellregeneration. Molche können ein abgetrenntes Glied nachwachsen lassen und Salamander können einen fehlenden Schwanz ersetzen. Einige Fischarten können eine beschädigte Flosse nachwachsen lassen. Aus jedem Stück eines sezierten Planariawurms wächst ein neuer Planariawurm.
Drei Faktoren tragen zur Organregeneration bei Tieren bei. Organ- und andere Gewebezellen, die sich normalerweise nicht vermehren, tun dies während einer Verletzung oder Krankheit. Bei bestimmten Tieren verwandeln sich Zellen von einer Gewebeart in eine andere. An diesen regenerativen Prozessen sind auch Stammzellen beteiligt. Im Vergleich dazu hat der menschliche Körper die Fähigkeit zu heilen, wenn auch nicht ohne Narben.
Sobald eine Narbenbildung auftritt, hört das Zellwachstum im Allgemeinen auf. Forscher entdeckten eine Möglichkeit, diesen Prozess zu hemmen, indem sie eine Substanz namens extrazelluläre Matrix entwickelten, von der eine Art Bindegewebe, Schweineblasenzellen und Proteine enthält. Auf den abgetrennten Finger eines Patienten aufgetragen, verhinderte die Substanz die Narbenbildung und löste die Vermehrung verschiedener Zelltypen im Finger aus. In etwa vier Wochen soll der Patient den gesamten Teil des abgetrennten Fingers nachwachsen lassen.
Die Organregeneration beginnt normalerweise damit, dass spezifische Gewebezellen zusammen mit einem Wachstumsmedium in Petrischalen gegeben werden. Gewebe, das sich aus den Zellen entwickelt, wird über eine speziell entwickelte Unterlage gelegt. Abhängig von der Art des regenerierten Gewebes tritt das reife Wachstum normalerweise in etwa acht Wochen ein. Chirurgen implantieren typischerweise die gesamte Probe in den Körper des Patienten, einschließlich des Fundamentgerüsts. Das Gerüst löst sich im Allgemeinen auf und das neue Gewebe funktioniert ohne die Möglichkeit einer Abstoßung.
Mit dieser Technik zur Geweberegeneration haben Ärzte Dutzende von tierischen und menschlichen Gewebetypen erfolgreich gezüchtet. Blutgefäße, Binde- und Muskelgewebe sowie Blasen gehören zu den regenerativen Fortschritten, die Patienten chirurgisch erhalten. Diese im Labor gezüchteten Ersatzprodukte begannen alle als Zellen, die von den Patienten selbst gespendet wurden.
Neben dem Vorteil, keine Anti-Abstoßungs-Medikamente einnehmen zu müssen, erhöht die natürliche Organregeneration die Zahl der Optionen für Patienten auf Transplantationslisten. Die Zahl der Patienten, die Organspenden benötigen, übersteigt in der Regel die Zahl der verfügbaren Organe. Fortschritte in der regenerativen Medizin werden Patienten die Möglichkeit geben, ihre eigenen Körperteile wachsen zu lassen.