Las claves moleculares de la regeneración de órganos

  • El regreso de las células a estadios previos permite el desarrollo de miembros amputados
  • Este proceso de regeneración es similar al desarrollo embrionario
Las lagartijas, los gusanos, las salamandras y otros animales son capaces de regenerar partes de su cuerpo cuando las pierden. Hasta ahora, sólo podíamos observar el proceso y describirlo grosso modo, pero gracias al trabajo de científicos del Instituto Salk (California, Estados Unidos), ahora sabemos qué mecanismos moleculares intervienen "y podemos experimentar en otros animales que carecen de esta habilidad para intentar que la tengan", ha explicado a elmundo.es Juan Carlos Izpisúa, director del equipo.

Uno de los animales que puede regenerar los miembros amputados es el pez cebra, que siete días después de perder la cola luce una nueva exactamente igual que la anterior. El danio cebrado fue el protagonista de los experimentos del grupo de Izpisúa, que además de trabajar en los laboratorios californianos dirige el Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMRB).

El último número de la revista ‘Proceedings of the National Academy os Sciences‘ recoge las conclusiones de sus experimentos que se pueden resumir en una idea: el proceso de regeneración es similar al desarrollo embrionario. Es decir, las células a partir de las cuales se forma el nuevo órgano experimentan un proceso de ‘desdiferenciación’ que las vuelve similares a las células madre embrionarias.

"Para ello, tienen que reactivar los genes que en su día dirigieron la diferenciación durante el desarrollo embrionario", explica este experto. ¿Cómo? "Estos genes tienen una marcas que son las que controlan su actividad", añade. La combinación apropiada de estas marcas epigenéticas determina que un gen este activo o inactivo.

Tras la amputación de la cola, en la herida que queda aparece un pequeño cúmulo de células (blastema) que modifican de nuevo dichas marcas y, por tanto, los genes que les permiten dar origen al nuevo miembro se ‘encienden’. Una vez reconstruido, estos genes se vuelven a silenciar.

El papel del sistema inmune

Una de las incógnitas que tendrán que desvelar trabajos posteriores es qué señales causadas por la amputación del miembro son las que desencadenan ese proceso de ‘desdiferenciación‘ celular. A falta de dicha información, que el equipo del Instituto Salk persigue ya en otros experimentos, "hay una cosa que está muy clara, la inflamación está ligada a la regeneración".

El organismo de los animales capaces de generar miembros nuevos tiene un proceso inflamatorio distinto al de los mamíferos ya que no acaba en fibrosis. Para Izpisúa, la clave está aquí, "en la respuesta de nuestro sistema inmune a la agresión".

Esta hipótesis está reforzada por fenómenos como el observado en los roedores. Un ejemplo, señala este investigador, es lo que ocurre cuando se le corta un miembro a un embrión de ratón de dos semanas, cuando aún no tiene desarrollado el sistema inmune, en ese caso, es capaz de regenerarlo.

Una alternativa a las células madre

"Nuestros experimentos muestran que el desarrollo normal y la regeneración de extremidades están controlados por mecanismos similares", indica Izpisúa. "Con este nuevo concepto podemos experimentar tratando de modificar estas marcas en otros animales que han perdido su capacidad de regeneración y ver si regeneran sus miembros", añade.

Pero aún queda mucho camino por recorrer, ya que ésta es sólo la primera evidencia molecular de cómo ocurre la regeneración, pero la idea de poder controlar algún día el proceso es muy atractiva. Hoy en día, la alternativa más plausible –aunque también remota- para ‘fabricar’ órganos es la terapia con células madre. Sin embargo, "si pudiéramos entender los mecanismos de la regeneración endógena la diferencia sería enorme", explica Izpisúa.

"La opción de las células madre está muy bien, pero siempre conllevará más problemas que introducir en el cuerpo algo extraño, como las células pluripotentes, que puede dar lugar a alteraciones como el cáncer. En cambio, la regeneración endógena sería mucho mejor, más precisa y segura", añade este investigador.

Regeneración y cáncer

Esta vuelta a un estadio primitivo que experimentan las células del blastema es parecida a la que sufren las células cancerígenas. "Se trata de un concepto muy similar –apunta el director del CMRB-. La diferencia es que la ‘desdiferenciación’ que vemos en el pez cebra tiene un fin y por eso no se origina un cáncer".

No se sabe mucho acerca de por qué algunas células adultas, cuando pierden diferenciación, se vuelven cancerígenas. Esto es lo que sucede con las iPS (células reprogramadas a un estado inmaduro como el de las madre embrionarias). Izpisúa apuesta porque el intercambio de información de las células con el microambiente en el que están es determinante para que el proceso de pérdida de diferenciación sea satisfactorio.

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