Una serie de animales potencian la investigación sobre la regeneración humana

Invitat 13/08/10, 05:53 pm

Viernes 13 Agosto 2010

El análisis de algunos anfibios ayudaría a entender la reconstrucción de miembros y tejidos del cuerpo humano.

Un grupo de profesionales considera que ciertos animales podrían facilitar información valiosa para regenerar partes perdidas del cuerpo. Hasta el momento el proceso de regeneración de extremidades faltantes se ha observado en múltiples organismos como las salamandras, los concretos y los ajolotes. Asimismo, hay organismos como las aves y los nemátodos que son prácticamente incapaces de cualquier tipo de regeneración. Por Guillermo Melis

Al inducir la expresión de un canal de iones de potasio en este renacuajo, el equipo de Levin alteró su señalización bioeléctrica ocasionándole la aparición de múltiples brazos. Sherry Aw / U de Harvard / Desarrollo © 2007

Según un reciente comunicado, las salamandras y otros animales como el cangrejo, las ranas y las estrellas de mar, pueden proporcionar datos clave para hacer regenerar estructuras humanas que han sido perdidas por una amputación o que no existan a causa de agenesia.

La capacidad de producir una célula de una extremidad biológica en un laboratorio requiere tanto conocimiento detallado como funcionalidades técnicas de avanzada, sostuvo el biólogo Michael Levin, quien dirige el Centro de Regeneración biológico del desarrollo de la Universidad Tufts.

Si bien hasta el momento bioingenieros continúan perfeccionando diversas variedades de prótesis, los científicos no descartan la posibilidad de hacer posible en un laboratorio la reproducción de la regeneración biológica, una capacidad muy común en todos los animales phyla.

Los peces son capaces de hacer regenerar sus aletas, así como también la piel, los huesos, los vasos sanguíneos, los nervios y el tejido conjuntivo, así como el tejido del riñón y músculo del corazón. En cuanto a los humanos, sólo es posible reparar las heridas en la carne, el hígado, los nervios fuera del cerebro y la médula espinal, según informa el profesor Jeremy P. Brockes, quien estudia los mecanismos celulares y moleculares que subyacen a la regeneración en el University College de Londres.

Sin embargo, estos trabajos de reparación bastante simple difieren considerablemente "a la hora de regenerar una extremidad algo compleja, lo que implica la formación de los huesos y los dedos y los músculos y así sucesivamente, en un patrón muy complejo", confesó el profesor.

Un ratón puede hacer crecer un dígito amputado. La barra de negro indica la línea de la amputación. Muneoka encontró que el tratamiento de esa zona de la amputación, con las proteínas morfogenéticas óseas, permite a un ratón producir una punta d

Las proteínas de la regeneración

No todos los animales tienen la cualidad de regenerar partes perdidas de su cuerpo. Esta diferencia ha sido observada por el biólogo molecular Ken Muneoka, profesor que estudia el desarrollo de las extremidades y la regeneración en la Universidad de Tulane, en Nueva Orleans.

En el caso de los humanos, sólo los niños pequeños logran hacer crecer la punta del dedo (cuando la sección ha sido pequeña) incluyendo los vasos sanguíneos, los huesos, los nervios, la piel y la uña. Paralelamente, los ratones también comparten la misma cualidad. Sin embargo, cuando una estructura se pierde, ni el ratón ni el niño pueden volver a regenerarla.

Sobre estas bases, Muneoka y su equipo de investigación descubrieron que se liberan proteínas morfogenéticas del hueso (BMP, por sus siglas en inglés) en los sitios donde se genera la amputación y donde ocurre la regeneración, pero no en los lugares donde no se regeneran las partes faltantes.

Asimismo, hallaron que los ratones tienden a utilizar diversos BMP para iniciar la regeneración en diferentes etapas del desarrollo embrionario. Las BMP son una súper familia de proteínas con la capacidad de inducir fuertemente la formación de huesos nuevos, cartílagos y tejidos conjuntivo. Su producción es activada por los genes MSX, cuya manifestación aumenta de manera progresiva durante la regeneración de los dígitos del ratón. Lo mismo ocurre con la regeneración de la cola y aletas del pez cebra renacuajo, según comentó el doctor Muneoka.

Para el profesor Brockes, un ratón adulto puede sustituir una parte de su cuerpo faltante, pero los únicos vertebrados adultos capaces de regenerar una extremidad completa son las salamandras, que cumplen con su tarea en sólo 10 semanas o menos.

Sobre un manto de misterio

El misterio que envuelve a los animales capaces de regenerar extremidades sigue estando presente en la mente de los investigadores. Ellos no saben si las salamandras fueron las únicas en potenciar aun más su capacidad regenerativa o si todos los animales compartían esta cualidad. Una amplia mayoría de científicos considera que las salamandras fueron las únicas en mantener activa dicha propiedad con el correr del tiempo.

Para el profesor Brockes, la salamandra, a diferencia de otros vertebrados incapaces de regenerar extremidades, fue sometida a cambios evolutivos que modificó la forma de percibir su propio medio. "Hay mucho que tenemos que caracterizar antes de que podamos tratar de manipular una herida y generar el crecimiento de un hueso o músculo nuevo". Se cree que la pérdida de esta habilidad en los mamíferos se debió al cambio en el ambiente después del nacimiento.

Lo más interesante y complicado que se presenta para desentrañar el velo de la regeneración biológica es el hecho de que en algunos animales esta propiedad desaparece a lo largo de su vida. Por ejemplo, el renacuajo puede hacer crecer su rabo o la integridad física, pero cuando se transforma en rana, después de su metamorfosis, pierde dicha capacidad.

Un claro ejemplo de la regeneración

Según un comunicado hecho público por la BBC, los ajolotes también son capaces de regenerar extremidades perdidas y hasta partes del cerebro. Sus propiedades continúan cautivando a científicos de distintas partes del mundo que han modificado su genética para descubrir cómo ayudar a las personas con amputaciones o con enfermedades degenerativas.

"En México estamos intentando identificar las moléculas que ayudan a la regeneración, con el objetivo de extrapolar esa capacidad regenerativa a los humanos", dice Jesús Chimal, investigador de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Para sorpresa de algunos, el Departamento de Defensa de Estados Unidos donó una suma considerable de dinero para subvencionar dicha investigación.