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de Pittsburgh
Una nueva investigación explica por qué la regeneración de la cola es perfecta en las salamandras e imperfecta en los lagartos, y puede ayudar a aclarar por qué los ratones no pueden regenerar sus colas en absoluto.
Las células madre de la médula espinal son el factor limitante definitivo, informan los científicos en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
«El modelo animal tradicional para la regeneración es la salamandra», afirma el autor principal, Thomas P. Lozito, profesor asistente del departamento de cirugía ortopédica, del Centro de Ingeniería Celular y Molecular y del Instituto McGowan de Medicina Regenerativa de la Universidad de Pittsburgh.
«Las salamandras pueden regenerar una amplia variedad de tejidos -cerebro, corazón, partes de sus ojos, extremidades, colas- pero tienen clases enteras de tipos de moléculas y tejidos que simplemente no se encuentran en los mamíferos, por lo que realmente no hemos podido aplicar mucho de lo que encontramos en la salamandra a los humanos.»
«Puedes distinguir fácilmente un lagarto con una cola regenerada. No acierta en nada»
Si el objetivo es trasladar la investigación de la regeneración a especies no regeneradoras como los humanos, el lagarto es un modelo mucho mejor que la salamandra, según Lozito. Los lagartos son el pariente más cercano a los mamíferos que puede regenerar un apéndice, y tienen un genoma y una bioquímica similares.
Pero los lagartos no pueden regenerar en absoluto las extremidades perdidas, y sus colas regeneradas son mucho más simples que las originales.
«Se puede distinguir fácilmente una lagartija con la cola regenerada», dice Lozito. «No acierta en nada. Las escamas son diferentes; el patrón de color es diferente, y luego cuando miras dentro de la cola, todos los tejidos son diferentes. No hay hueso; el esqueleto es completamente cartilaginoso, sólo tubos dentro de tubos».
Entender lo que separa la regeneración perfecta en la salamandra de la regeneración imperfecta en la lagartija sienta las bases para tender un puente a las especies que no se regeneran, dice.
La lagartija elegida por Lozito es la salamanquesa de luto, que tiene varias propiedades interesantes, incluyendo una alta tolerancia al trasplante.
«La médula espinal es el regulador maestro de la regeneración de la cola…»
Esta característica permitió a Lozito y sus colegas tomar células madre neurales -los precursores nacientes de las neuronas y la glía, las células no neuronales que las rodean- de la salamandra e insertarlas en el muñón de la cola en regeneración del lagarto. Querían ver qué frenaba la regeneración de la cola en la lagartija: el entorno bioquímico o las células madre nativas de la lagartija.
Las células madre de salamandra trasplantadas conservaron su capacidad de diferenciarse en múltiples tipos de células, incluidas las neuronas. Por el contrario, las células madre neurales de la lagartija sólo pudieron convertirse en células gliales, que no procesan los mensajes que dirigen el movimiento y la sensación.
«Fue una agradable sorpresa», dice el autor principal, Aaron Sun, un médico-científico en prácticas que completó parte de su investigación en el laboratorio de Lozito. «Y viene a demostrar que tal vez los procesos regenerativos siguen conservándose en cierta medida».»
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Pero quizás la observación más sorprendente, dice Sun, es que las «células madre neurales» tradicionalmente descritas que impulsan la regeneración en el lagarto no son en absoluto «verdaderas» células madre neurales. Aunque cumplen muchas de las características clásicas, les falta una característica definitoria: la capacidad de generar una diversidad de tipos celulares.
Eso explica por qué no hay una regeneración perfecta de la cola en la lagartija, dice Lozito. Las células madre neurales no pueden producir los diferentes tipos de células que se necesitarían para recrear las asimetrías de la médula espinal original, lo que a su vez obstaculiza el desarrollo de las vértebras óseas.
«La médula espinal es el regulador maestro de la regeneración de la cola, y estas diferencias que estamos viendo entre las colas de lagartijas y salamandras se deben a diferencias en la calidad de las células madre», dice Lozito. «Todo se debe a las células madre neurales»
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Los Institutos Nacionales de Salud financiaron esta investigación.