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'La rana adulta vuelve a crecer las patas amputadas': un avance en la investigación de regeneración de órganos

CIENCIASBIOLOGÍA'La rana adulta vuelve a crecer las patas amputadas': un avance en la investigación de regeneración de órganos

Se ha demostrado por primera vez que las ranas adultas vuelven a crecer las patas amputadas, lo que lo marca como un gran avance para la regeneración de órganos.

Regenera significa volver a cultivar una parte dañada o faltante de un órganos del tejido residual. Los seres humanos adultos pueden regenerar con éxito algunos órganos como el hígado y especialmente la piel, que se renueva y repara con regularidad, pero desafortunadamente los tejidos humanos de la mayoría de los órganos no tienen la capacidad de regenerarse. El campo de la medicina regenerativa tiene como objetivo encontrar formas de reactivar la regeneración de los tejidos de nuestro cuerpo. La solución ideal sería poner en marcha vías importantes que pueden restaurar un tejido, por ejemplo, una extremidad, a partir de sus propias células, sin embargo, no es un caso sencillo ya que los científicos todavía están tratando de comprender los matices de la regeneración de tejidos.

En un estudio publicado en Cell Reports, los científicos de la Universidad Tuft de EE. UU. tenían como objetivo comprender la capacidad de regeneración de tejidos y cómo las células cooperan y forman un órgano tridimensional. Eligieron reproducir el crecimiento de tejido en un animal que normalmente no se regenera y eligieron un anfibio - adulto acuático africano con garras rana (Xenopus laevis): un animal de laboratorio de uso común en la investigación. Los anfibios tienen una capacidad de renovación de tejidos muy limitada, similar a los humanos. Los científicos diseñaron con éxito un dispositivo que reactiva la generación de tejido en el lugar de la amputación y permite regenerar parcialmente una extremidad trasera en una rana Xenopus adulta.

Volver a crecer miembros amputados

Primero, se imprimió un biorreactor portátil en 3D en silicio y se llenó de hidrogel. A continuación, se colocaron proteínas de seda hidratantes en este polímero de hidrogel que se sabe que promueven la curación y la regeneración. Se agregó la hormona progesterona, un neurosteroide, que generalmente se sabe que está involucrada en la menstruación, el embarazo y la lactancia. La progesterona también participa en la promoción de la reparación de los vasos sanguíneos nerviosos y otros tejidos. Las ranas se dividieron en grupos experimentales, de control y simulados. En los grupos de control y de simulación, el dispositivo de biorreactor se suturó en las ranas inmediatamente después de la amputación de la extremidad. En el grupo experimental, el biorreactor liberó progesterona en el lugar de la amputación. Los dispositivos se retiraron después de 24 horas. Luego, las ranas se observaron de forma rutinaria durante varios meses. Las ranas en los grupos control y simulado desarrollaron una punta cartilaginosa delgada en el sitio de la amputación que es normal cuando la regeneración del tejido progresa sin ayuda. Solo se observó en las ranas del grupo experimental que el dispositivo biorreactor desencadenó una mayor regeneración de las extremidades y las ranas volvieron a desarrollar un apéndice en forma de paleta más estructurado cerca de una extremidad casi completamente formada. Esto fue indicativo de una regeneración tisular asistida. La diferencia visible se notó en unas pocas semanas, lo que sugiere que el dispositivo biorreactor creó un entorno de apoyo alrededor del herida para permitir que el tejido crezca, similar a cómo crecen los tejidos en un embrión dentro del útero. Solo una breve administración de progesterona desde el biorreactor (colocado solo durante 24 horas) había desencadenado el crecimiento de tejido blando y hueso en el transcurso de varios meses. Tras el análisis histológico y la inspección molecular de las estructuras regeneradas, se reveló que estas extremidades eran más gruesas y tenían huesos, inervación y vascularización más desarrollados. Los animales tratados con progesterona también fueron más activos que los grupos control y simulado.

El crecimiento de las extremidades se detuvo después de unos seis meses, pero dio lugar a un crecimiento deficiente de los dedos de las manos y los pies. Las extremidades que habían vuelto a crecer tenían un buen volumen y densidad ósea, vasos sanguíneos principales, nervios bien establecidos y estas ranas podían incluso nadar de manera similar a como lo harían las ranas normales no amputadas usando sus extremidades nativas. La secuenciación de ARN y el análisis del transcriptoma mostraron que el biorreactor modificó la expresión génica en las células en el lugar de la amputación. Entonces, los genes relacionados con el estrés oxidativo y la actividad de los glóbulos blancos estaban activos (regulados al alza) y algunos otros estaban regulados a la baja. La cicatrización y la respuesta inmune también se redujeron, lo que permitió que la regeneración prosiguiera debilitando la respuesta natural del cuerpo a las lesiones que, de otro modo, habrían obstaculizado el proceso de regeneración.

Futuras

Este estudio se basa en la lógica de definir un programa de arranque o activación que conduciría a un crecimiento a largo plazo. Puede denominarse como un nuevo modelo de estimulación celular. Estudios anteriores han demostrado que los ratones pueden regenerar parcialmente las yemas de los dedos amputados en circunstancias normales, pero debido a que no son acuáticos y no hay agua para protegerlos, a diferencia de los anfibios, el proceso en ratones no fue eficiente porque las células regeneradas sensibles fueron sometidas nuevamente a superficies duras y de nuevo. El enfoque de regeneración en un animal vertebrado debería ser aplicable a los mamíferos y al cuerpo humano y tal vez muy pronto en el futuro podríamos regenerar órganos complejos que podrían usarse para trasplantes de órganos o cualquier tipo de lesión, tal vez incluso cáncer.

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{Puede leer el trabajo de investigación original haciendo clic en el enlace DOI que figura a continuación en la lista de fuentes citadas}

Fuentes)

Herrera-Rincon C et al. 2018. Una breve aplicación local de progesterona a través de un biorreactor portátil induce una respuesta regenerativa a largo plazo en un miembro posterior de Xenopus adulto. Cell Reports. 25 (6). https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.10.010

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Equipo SCIEU
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