Si le cortas la pierna a una salamandra, vuelve a crecer. Los humanos, sin embargo, no pueden manejar el truco. Las razones están lejos de ser simples, y hasta cierto punto siguen siendo un poco misteriosas.
"Realmente nos regeneramos muy bien; nuestra epidermis, por ejemplo", dijo a Live Science David Gardiner, profesor de biología celular y del desarrollo en la Universidad de California en Irvine, refiriéndose a la capa superior de la piel. "Nuestro revestimiento intestinal, podemos regenerar partes y piezas. Pero no regeneramos estas estructuras más complejas".
Gardiner ha estudiado la regeneración de salamandras durante décadas, buscando el mecanismo subyacente de la superpotencia. La regeneración humana, dijo, probablemente aún esté en el futuro, pero no muy lejos: es posible que uno de sus estudiantes de posgrado actuales o investigadores postdoctorales lo resquebraje, y la regeneración de las extremidades será parte del conjunto de herramientas médicas.
Eso es porque, en teoría, volver a crecer una extremidad humana debería ser posible. En la piel, por ejemplo, si los cortes no son profundos, no habrá cicatrices debido al proceso de curación que regenera las células de la piel. También es posible que los humanos regeneren las puntas de los dedos si las células debajo de las uñas todavía están intactas. Los huesos se unirán si vuelves a unir las piezas, por ejemplo, con un tornillo o un yeso. Los hígados humanos también pueden crecer para llenar el espacio y reconstruir parte de la estructura que fue dañada.
Creciendo una extremidad entera
Pero la regeneración de las extremidades (del tipo que hacen las salamandras) es más que simplemente reemplazar el tejido. Para que una extremidad se regenere, necesita huesos, músculos, vasos sanguíneos y nervios. Hay células madre adultas, un tipo de célula indiferenciada que puede especializarse, que regenera los músculos, pero que no parecen activarse. "Se pueden regenerar los vasos sanguíneos e incluso los nervios", dijo Gardiner. "Pero todo el brazo no puede".
Stéphane Roy, director del laboratorio de regeneración de tejidos en vertebrados de la Universidad de Montreal, señaló que la piel, el hígado y los huesos no se regeneran en el mismo sentido que las salamandras.
"Los humanos solo pueden reemplazar la capa superficial de la piel (que es, de hecho, un proceso continuo denominado homeostasis)", dijo en un correo electrónico. "La mayor parte del polvo en una casa son células muertas de la piel que perdimos".
"El hígado también es bastante diferente de la regeneración de las extremidades en las salamandras", dijo Roy. "La regeneración del hígado es realmente hiperplasia compensatoria, lo que significa que lo que quede crecerá en tamaño para compensar lo que se pierde". Entonces, el tejido hepático que está allí crecerá más, pero si se perdiera todo el hígado, no podría regenerarse.
"Lo que se ha perdido no volverá a crecer y, por lo tanto, no se puede volver a amputar el hígado, a diferencia de las extremidades en una salamandra, que se pueden amputar varias veces y cada vez que se regenera una nueva extremidad".
Los humanos tienen la capacidad de regenerarse
Sin embargo, Gardiner dijo que los humanos construyen sistemas de órganos completos en el útero; A partir de información genética, un embrión humano se convierte en una persona completa en nueve meses. Por lo tanto, existe una capacidad limitada para volver a crecer, y eso tiene sentido evolutivo: los humanos tienen que poder sanar, dijo.
Además de eso, la maquinaria genética subyacente en un humano y una salamandra no es tan diferente, a pesar de que nuestro último antepasado común divergió durante el período Devónico, hace unos 360 millones de años. "No hay genes especiales para la regeneración", dijo Gardiner. "Hay que seguir estos pasos y al menos uno de esos pasos no funciona en humanos".
Para volver a crecer una extremidad, las células necesitan saber dónde están: ¿están en la punta de una extremidad con los dedos o en la articulación del codo? - y necesitan construir las estructuras correctas en el orden correcto. Las salamandras tienen ciertos genes que están "desactivados" en humanos, dijo Gardiner. Quizás esos genes permiten la regeneración, o al menos ayudan a controlar el proceso. Algo en el pasado evolutivo de los humanos seleccionado contra la expresión de esos genes como lo hacen las salamandras. Nadie sabe qué era ese algo, dijo.
En 2013, un científico australiano, James Godwin, de la Universidad de Monash pudo haber resuelto parte de ese misterio. Descubrió que las células, llamadas macrófagos, parecen evitar la acumulación de tejido cicatricial en las salamandras. Los macrófagos existen en otros animales, incluidos los humanos, y son parte del sistema inmune. Su función es detener las infecciones y causar inflamación, que es la señal para el resto del cuerpo de que se necesita reparación. Las salamandras que carecen de macrófagos no lograron regenerar sus extremidades, y en su lugar formaron cicatrices.
Gardiner dijo que el trabajo de Godwin fue un paso hacia la comprensión de la regeneración de las extremidades. Por lo general, las salamandras no desarrollan tejido cicatricial en absoluto. Cuando un humano rasga un músculo o se corta lo suficiente como para dañar el tejido conectivo, se forma tejido cicatricial. Este tejido cicatricial no ofrece la misma funcionalidad que el material original.
"Si pudiera hacer cicatrizar a una salamandra, eso sería realmente algo", dijo Gardiner, porque eso arrojaría luz sobre el mecanismo que hace que los humanos no puedan volver a crecer una extremidad u órgano. Entonces los macrófagos pueden ser parte de la historia, pero no toda.
Neotonía y regeneración de extremidades
La capacidad de "mantenerse joven" puede agregar otra visión del misterio de la regeneración de las extremidades. Salamandras mexicanas, llamadas axolotls, o Ambistoma mexicanum, son neoténicos, lo que significa que retienen rasgos juveniles en la edad adulta. Es por eso que los axolotls retienen branquias a medida que maduran, mientras que otras especies de salamandras no.
Los seres humanos también poseen neotenia, razón por la cual los adultos se parecen más a nuestros bebés que a otros primates, y por qué tardamos más en madurar que, digamos, los chimpancés. Hay alguna conexión, tal vez, con la neotenia y la regeneración. Gardiner señala que las personas más jóvenes parecen ser más capaces de sanar que las personas mayores.
Además, los investigadores de la Facultad de Medicina de Harvard descubrieron que un gen llamado Lin28a, que es activo en animales inmaduros (y humanos), pero que se apaga con la madurez, ayuda a los ratones a regenerar el tejido, o al menos a regenerar las puntas de los animales. los dedos de los pies y las orejas Una vez que los animales tenían más de 5 semanas de edad, no pudieron volver a crecer esas partes, incluso cuando se estimuló la función Lin28a. Lin28a es parte del sistema de control del metabolismo del animal: cuando se estimula, puede hacer que un animal genere más energía, como si fuera más joven.
Pero la naturaleza exacta de la conexión aún no se comprende. Mientras que todas las salamandras pueden regenerar las extremidades, solo los axolotls son neoténicos, señaló Roy.
Las salamandras, especialmente los axolotls, pueden reclutar células madre para comenzar a volver a crecer las extremidades, y los tipos de células que reaccionan al sitio de la herida también parecen estar conectados a si las extremidades pueden volver a crecer. Gardiner logró que las salamandras produjeran extremidades adicionales al estimular el crecimiento de las células nerviosas en el sitio de la herida.
"Puede tener que ver con una fuerte respuesta inmune, o la liberación específica de algunos factores de crecimiento, o una combinación de ambos. Podría ser en parte una cuestión de biofísica: las extremidades de la salamandra son mucho más pequeñas que los humanos; sin embargo, las ranas no pueden regenerar su extremidades, por lo que puede no ser solo una cuestión de tamaño ", dijo Roy.
Este misterio sigue siendo uno, al menos por ahora.
Artículo original sobre Live Science.
