La regeneración celular es una característica biológica de todos los organismos vivos, desde bacterias a plantas y anfibios a mamíferos. Es el acto de renovación, crecimiento o restauración de células involucradas en la maduración, curación de heridas, reparación de tejidos y funciones biológicas similares. La regeneración celular en su forma más extrema es lo que permite que las estrellas de mar, los gusanos planos y las lagartijas vuelvan a crecer las extremidades, colas rotas o, en el caso de los gusanos planos, clone estructuras de todo el cuerpo para reproducirlas. Los humanos tienen ciertas capacidades limitadas de regeneración celular que permiten el reemplazo de tejidos desgastados o dañados.
Si bien todos los organismos, incluidas las bacterias, hongos y levaduras, tienen la capacidad biológica de regenerar las células, el proceso se presenta de manera diferente en cada organismo. Mantener la integridad biológica de un organismo es el objetivo principal de la regeneración celular, aunque algunos organismos también usan la regeneración celular como una forma de reproducción asexual. Por ejemplo, la levadura se propaga y se repara a sí misma a través de un proceso de regeneración celular asexual conocido como gemación celular. Una nueva célula crece como una protuberancia unida a una célula vieja, recopilando información de ADN para reproducir una célula duplicada exacta. Al madurar, la nueva célula se desprende y se vuelve independiente de su célula huésped, lo que permite que la levadura y hongos similares se reproduzcan, crezcan o reparen el daño.
Ciertos reptiles y anfibios tienen la capacidad de regeneración celular compleja, permitiendo que estructuras tisulares enteras vuelvan a crecer después del daño a través de un proceso conocido como autotomía. Cuando ocurre una lesión o tales criaturas están en peligro por los depredadores, las células adultas dentro de las colas, aletas y otros apéndices pueden separarse del cuerpo principal, dejando atrás el apéndice. Como parte del proceso bioquímico natural de la criatura, las células en los bordes de tales lesiones se transforman en células madre, lo que permite un proceso de regeneración celular idéntico al crecimiento y desarrollo inicial del apéndice perdido.
En los humanos, la regeneración celular presenta un proceso ligeramente diferente. Las células madre, los bloques de construcción celulares genéricos que permiten que un embrión finalmente forme órganos, tejidos y apéndices específicos, están presentes solo in vitro. Una vez que las células se convierten en células maduras, no pueden volver a convertirse en células madre, como se ve en ciertos reptiles y anfibios. Por el contrario, las células cerebrales maduras, las células de la piel, las células nerviosas y otras clasificaciones celulares solo pueden dividirse y reproducirse como células, lo que limita la regeneración celular en humanos.
Aunque limitada, la regeneración celular en humanos juega un papel importante en el desarrollo, la curación y la reparación de tejidos. Las células en los humanos mueren naturalmente a una tasa de miles de millones por día debido a la necrosis, la muerte de las células debido a daños o lesiones, o por apoptosis. La apoptosis es una forma de muerte celular programada que permite que las células se fragmenten o mueran como parte del proceso bioquímico normal involucrado en el desarrollo, el crecimiento y el envejecimiento. Sin alguna forma de regeneración celular, la necrosis y la apoptosis eventualmente resultarían en la destrucción de órganos completos y regiones de tejidos. En cambio, la regeneración celular le permite al cuerpo desarrollar nuevas células para reemplazar las células muertas, moribundas o dañadas de otro modo al dividir una sola célula sana en dos células separadas.
Aunque los humanos conservan la capacidad de regenerar células en función de ciertas condiciones, la capacidad de regenerar completamente estructuras enteras se limita a ciertos tejidos y órganos, como el hígado y la piel. Las células cerebrales, por ejemplo, se regeneran lentamente con el tiempo, pero un humano no podría desarrollar un nuevo cerebro a través de la regeneración celular. Alternativamente, el cuerpo humano puede regenerar el hígado, siempre que al menos una cuarta parte del órgano permanezca intacto. Del mismo modo, la piel puede volver a crecer para cubrir grandes áreas de daño, siempre que quede un porcentaje suficiente de piel para replicar nuevas células.