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.
La regeneración consiste en volver a crear una parte dañada o faltante de un órgano a partir de tejido residual. Los adultos pueden regenerar con éxito algunos órganos, como el hígado y, especialmente, la piel, que se renueva y repara regularmente; sin embargo, lamentablemente, los tejidos de la mayoría de los órganos humanos no tienen la capacidad de regenerarse. El campo de la medicina regenerativa busca maneras de reactivar la regeneración de los tejidos en nuestro cuerpo. La solución ideal sería poner en marcha vías importantes que puedan restaurar un tejido, por ejemplo, una extremidad, a partir de sus propias células; sin embargo, no es un proceso sencillo, ya que los científicos aún intentan comprender los matices de la regeneración tisular.
En un estudio publicado en Cell Reports , científicos de la Universidad de Tufts (EE. UU.) se propusieron comprender la capacidad de regeneración tisular y cómo las células cooperan para formar un órgano tridimensional . Eligieron reproducir el crecimiento de tejido en un animal que normalmente no se regenera: un anfibio, la rana de uñas africana adulta (Xenopus laevis), un animal de laboratorio comúnmente utilizado en investigación. Los anfibios tienen una capacidad de regeneración tisular muy limitada, similar a la de los humanos. Los científicos diseñaron con éxito un dispositivo que reactiva la generación de tejido en el sitio de amputación y permite regenerar parcialmente una extremidad posterior en la rana Xenopus adulta.
Volver a crecer miembros amputados
Primero, se imprimió en 3D un biorreactor portátil en silicio y se rellenó con hidrogel. A continuación, se colocaron proteínas de seda hidratantes sobre este polímero de hidrogel, conocidas por promover la cicatrización y la regeneración. Se añadió la hormona progesterona, un neuroesteroide, que generalmente se sabe que interviene en la menstruación, el embarazo y la lactancia. La progesterona también participa en la reparación de nervios, vasos sanguíneos y otros tejidos. Las ranas se dividieron en grupos experimental, de control y simulado. En los grupos de control y simulado, el dispositivo biorreactor se suturó a las ranas inmediatamente después de la amputación de la extremidad. En el grupo experimental, el biorreactor liberó progesterona en el sitio de amputación. Los dispositivos se retiraron después de 24 horas. Posteriormente, las ranas fueron observadas de forma rutinaria durante varios meses. Las ranas de los grupos de control y simulado desarrollaron una espícula cartilaginosa delgada en el sitio de amputación, lo cual es normal cuando la regeneración del tejido progresa sin ayuda. Solo en las ranas del grupo experimental se observó que el biorreactor desencadenó una mayor regeneración de las extremidades, y las ranas desarrollaron un apéndice con forma de pala más estructurado, similar a una extremidad casi completamente formada. Esto fue indicativo de una regeneración tisular asistida. La diferencia visible se notó en pocas semanas, lo que sugiere que el biorreactor creó un entorno de soporte alrededor de la herida para permitir el crecimiento del tejido, de forma similar a como los tejidos crecen en un embrión dentro del útero. Una breve administración de progesterona del biorreactor (durante solo 24 horas) desencadenó el crecimiento de tejido blando y hueso a lo largo de varios meses. Tras el análisis histológico y la inspección molecular de las estructuras regeneradas, se reveló que estas extremidades eran más gruesas y presentaban huesos, inervación y vascularización más desarrollados. Los animales tratados con progesterona también fueron más activos que los grupos de 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.
Futuro
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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Fuentes)
Herrera-Rincon C et al. 2018. La aplicación local breve de progesterona mediante un biorreactor portátil induce una respuesta regenerativa a largo plazo en la extremidad posterior de Xenopus adulto. Cell Reports . 25(6). https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.10.010
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