Descubren mecanismos de regeneración tisular con animales transgénicos

La vida es la respuesta de la materia inerte a su esperada descomposición (algo que puede entenderse bajo los conceptos de entropía y homeostasis) y cada vez estamos más cerca de entender los mecanismos que la originaron y, sobre todo, tenemos mucha claridad en los procesos que la diversificaron.

Cuando miramos de cerca esa extraordinaria diversidad, nos encontramos en la naturaleza con una colección de “superpoderes”. Pero la “energía creadora” de esas habilidades no son fenómenos sobrenaturales, ni arañas genéticamente modificadas, ni sociedades extraterrestres, sino una fuerza azarosa que para simplificar las cosas podríamos llamar “Selección Natural”. Una fuerza extraordinaria (para algunos milagrosa) si se considera que en los sistemas vivos logra prácticamente lo imposible; resistir el caos esperado en los sistemas físicos.

Por ejemplo, en nuestros cuerpos humanos perder un ojo o un brazo se traduciría en una herida con una cicatriz y un muñón, como ocurre con otros mamíferos, pero en ningún caso el miembro perdido se regeneraría. Dentro de los vertebrados, esto solo lo logran las salamandras y los tritones (familia Salamandridae), que han desarrollado estrategias únicas que les permiten regenerar una y otra vez los tejidos perdidos, incluso en edad adulta.

Ningún otro organismo puede igualar sus habilidades regenerativas en extremidades, cola y médula espinal, partes del ojo (retina y lentes), cerebro, corazón y mandíbula, sobre todo al pasar a la edad adulta. Y es así que se convierten en las reinas del crecimiento de miembros perdidos gracias a un mecanismo de regeneración que es diferente en el estadio larval y una vez que la metamorfosis se produce. Así lo revela un equipo de científicos, liderado por la Universidad de Tsukuba (Japón), en la revista Nature.

“Las salamandras cambian de mecanismo celular para la regeneración de extremidades desde uno basado en células madre musculares cuando son larvas, a otro basado en fibras musculares esqueléticas, cuando pasan la metamorfosis”, explican los autores en el estudio.

Los investigadores confirman que estos anfibios han desarrollado estrategias innovadoras para asegurar su habilidad de regeneración de extremidades cuando se desarrollan de larvas a adultos.

El hallazgo se ha producido gracias al uso de tritones de vientre de fuego (Cynops pyrrhogaster) transgénicos, cuyo uso no había sido posible hasta hace poco. Con estas salamandras endémicas de Japón, los científicos pudieron monitorizar diferentes tipos de células musculares durante la regeneración de extremidades antes y después de la metamorfosis de los anfibios.

Cuando una salamandra pierde por ejemplo una pata, una masa de células, llamada blastema, es regenerada en el muñón, a partir del cual se crea una nueva extremidad totalmente funcional. Hasta ahora se había sugerido que las fibras musculares esqueléticas –que forman los músculos esqueléticos– o las células madre musculares (células progenitoras) –precursoras inactivos de las fibras musculares que se localizan en su interior– contribuían a la regeneración del nuevo músculo del miembro de la salamandra.

El nuevo trabajo demuestra que cuando los tritones son larvas usan células madre musculares como células capsulares para crear el nuevo músculo en una extremidad regenerada. En el caso de los anfibios adultos, estos ‘reclutan’ fibras musculares esqueléticas en el muñón para el mismo propósito.

Para el estudio, los científicos insertaron en los embriones unicelulares de salamandras un gen activo en las fibras musculares y monitorizaron a los animales hasta los tres meses de edad, momento en el que las larvas empiezan a nadar, y hasta los 16 meses, cuando se produce la metamorfosis a juveniles.

Los anfibios transgénicos empleados para el estudio fueron anestesiados antes de amputarles los miembros y así se pudo comprobar el crecimiento del músculo en cada caso. El equipo descubrió además que la piel, los huesos, y los tejidos nerviosos también se regeneraron por sí mismos.

Una parte de la investigación científica que despliega el Homo sapiens, se basa en entender esas habilidades presentes en otros organismos con el objetivo de replicarlas en las terapias biomédicas. Según la universidad japonesa, pionera en el desarrollo de técnicas para la creación de salamandras transgénicas, los mecanismos de estas estrategias “proporcionarán indudablemente claves para la regeneración en otras especies, incluidos los mamíferos”.

Por lo que es posible que en algunos años más de investigación y desarrollo, el conocimiento que nos regalan esos pequeños organismos se traduzca en terapias efectivas de regeneración; una esperanza para muchos sectores, entre los que destacan los niños afectados en conflictos bélicos.

Texto original con información de la AgenciaSinc y Nature.