La régénération cellulaire est une caractéristique biologique de tous les organismes vivants, des bactéries aux plantes et des amphibiens aux mammifères. C’est l’acte de renouvellement, de croissance ou de restauration des cellules impliquées dans la maturation, la cicatrisation des plaies, la réparation des tissus et des fonctions biologiques similaires. La régénération cellulaire dans sa forme la plus extrême est ce qui permet aux étoiles de mer, aux vers plats et aux lézards de repousser les membres cassés, les queues ou, dans le cas des vers plats, de cloner des structures corporelles entières à des fins de reproduction. Les humains ont certaines capacités de régénération cellulaire limitées qui permettent le remplacement des tissus usés ou endommagés.
Alors que tous les organismes, y compris les bactéries, les champignons et les levures, ont la capacité biologique de régénérer les cellules, le processus se présente différemment dans chaque organisme. Le maintien de l’intégrité biologique d’un organisme est le principal objectif de la régénération cellulaire, bien que certains organismes utilisent également la régénération cellulaire comme forme de reproduction asexuée. Par exemple, la levure se propage et se répare grâce à un processus de régénération cellulaire asexuée appelé bourgeonnement cellulaire. Une nouvelle cellule se développe comme un nœud attaché à une ancienne cellule, recueillant des informations sur l’ADN pour reproduire une cellule dupliquée exacte. À maturité, la nouvelle cellule se brise et devient indépendante de sa cellule hôte, permettant ainsi à la levure et aux champignons similaires de se reproduire, de croître ou de réparer les dommages.
Certains reptiles et amphibiens ont la capacité de régénération cellulaire complexe, permettant à des structures tissulaires entières de repousser après des dommages par un processus connu sous le nom d’autotomie. Lorsqu’une blessure survient ou que ces créatures sont menacées par les prédateurs, les cellules adultes des queues, des nageoires et d’autres appendices peuvent se séparer du corps principal, laissant l’appendice derrière. Dans le cadre du processus biochimique naturel de la créature, les cellules au bord de ces blessures se transforment en cellules souches, permettant un processus de régénération cellulaire identique à la croissance et au développement initiaux de l’appendice perdu.
Chez l’homme, la régénération cellulaire présente un processus légèrement différent. Les cellules souches, les éléments constitutifs cellulaires génériques qui permettent à un embryon de former éventuellement des organes, des tissus et des appendices spécifiques, ne sont présentes qu’in vitro. Une fois que les cellules se développent en cellules matures, elles ne peuvent pas redevenir des cellules souches, comme on le voit chez certains reptiles et amphibiens. Au contraire, les cellules cérébrales matures, les cellules de la peau, les cellules nerveuses et d’autres classifications cellulaires ne peuvent que se diviser et se reproduire comme des cellules, limitant ainsi la régénération cellulaire chez l’homme.
Bien que limitée, la régénération cellulaire chez l’homme joue un rôle important dans le développement, la guérison et la réparation des tissus. Les cellules humaines meurent naturellement à un rythme de milliards par jour en raison de la nécrose, de la mort des cellules due à des dommages ou des blessures, ou par apoptose. L’apoptose est une forme de mort cellulaire programmée qui permet aux cellules de se fragmenter ou de mourir autrement dans le cadre du processus biochimique normal impliqué dans le développement, la croissance et le vieillissement. Sans une certaine forme de régénération cellulaire, la nécrose et l’apoptose aboutiraient finalement à la destruction d’organes entiers et de régions tissulaires. Au lieu de cela, la régénération cellulaire permet au corps de développer de nouvelles cellules pour remplacer les cellules mortes, mourantes ou autrement endommagées en divisant une seule cellule saine en deux cellules distinctes.
Bien que les humains conservent la capacité de régénérer des cellules en fonction de certaines conditions, la capacité de régénérer complètement des structures entières est limitée à certains tissus et organes tels que le foie et la peau. Les cellules du cerveau, par exemple, se régénèrent lentement au fil du temps, mais un humain ne pourrait pas développer un nouveau cerveau par régénération cellulaire. Alternativement, le corps humain peut régénérer le foie, à condition qu’au moins un quart de l’organe reste intact. De même, la peau peut repousser pour couvrir de grandes zones de dommages, à condition qu’il reste un pourcentage suffisant de peau à partir de laquelle répliquer de nouvelles cellules.