Podrían los humanos regenerar alguna vez una extremidad?

Si le cortas la pata a una salamandra, ésta vuelve a crecer. Los humanos, sin embargo, no pueden lograr el truco. Las razones no son nada sencillas y, hasta cierto punto, siguen siendo un pequeño misterio.

«En realidad nos regeneramos muy bien; nuestra epidermis, por ejemplo», dijo a Live Science David Gardiner, profesor de biología del desarrollo y de las células en la Universidad de California en Irvine, refiriéndose a la capa superior de la piel. «Nuestro revestimiento intestinal, podemos regenerar trozos. Pero no regeneramos estas estructuras más complejas»

Gardiner ha estudiado la regeneración de las salamandras durante décadas, buscando el mecanismo subyacente del superpoder. La regeneración humana, dijo, es probable que aún esté en el futuro, pero no demasiado lejos: es posible que uno de sus actuales estudiantes de posgrado o investigadores posdoctorales lo descifre, y la regeneración de extremidades forme parte del conjunto de herramientas médicas.

Esto se debe a que, en teoría, volver a hacer crecer un miembro humano 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 el ser humano regenere las puntas de los dedos si las células de debajo de las uñas siguen intactas. Los huesos se unen si se vuelven a unir las piezas, por ejemplo, con un tornillo o una escayola. Los hígados humanos también pueden crecer para llenar el espacio y reconstruir parte de la estructura que fue dañada.

Crecer una extremidad entera

Pero la regeneración de extremidades (del tipo que hacen las salamandras) es algo más que reemplazar tejidos. Para que una extremidad se regenere, se necesita hueso, músculo, vasos sanguíneos y nervios. Existen células madre adultas, un tipo de célula indiferenciada que puede convertirse en especializada, que regeneran el músculo, pero 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 en que lo hacen las salamandras.

«Los humanos sólo 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 de una casa son células muertas de la piel que hemos perdido».

«La regeneración del hígado es también muy diferente a la de las extremidades en las salamandras», dijo Roy. «La regeneración del hígado es realmente una hiperplasia compensatoria, lo que significa que lo que queda crecerá en tamaño para compensar lo que se pierde». Así que el tejido hepático que hay 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 múltiples veces y cada vez se regenerará una nueva extremidad.»

Los humanos tienen la capacidad de regenerarse

Gardiner, sin embargo, dijo que los humanos construyen sistemas de órganos enteros en el útero; a partir de sólo una información genética un embrión humano se desarrolla hasta convertirse en una persona completa en nueve meses. Por lo tanto, la capacidad de regeneración es limitada, y eso tiene sentido desde el punto de vista evolutivo: los humanos tienen que ser capaces de curarse, dijo.

Además, la maquinaria genética subyacente en un humano y una salamandra no es tan diferente, a pesar de que nuestro último ancestro común divergió durante el período Devónico, hace unos 360 millones de años. «No hay genes especiales para la regeneración», dijo Gardiner. «Existen estos pasos por los que pasan y al menos uno de ellos no funciona en los humanos».»

Para que vuelva a crecer una extremidad, las células necesitan saber dónde están -¿están en la misma punta de una extremidad junto a los dedos, o están en la articulación del codo? – y necesitan construir las estructuras adecuadas en el orden correcto. Las salamandras tienen ciertos genes que están «apagados» en los humanos, dijo Gardiner. Quizá esos genes permiten la regeneración, o al menos ayudan a controlar el proceso. Algo en el pasado evolutivo de los seres humanos se seleccionó en contra de la expresión de esos genes del modo en que lo hacen las salamandras. Nadie sabe qué fue ese algo, dijo.

En 2013, un científico australiano, James Godwin, de la Universidad de Monash, puede haber resuelto parte de ese misterio. Descubrió que unas células, llamadas macrófagos, parecen impedir la acumulación de tejido cicatricial en las salamandras. Los macrófagos existen en otros animales, incluidos los humanos, y forman parte del sistema inmunitario. Su función es detener las infecciones y provocar la inflamación, que es la señal para el resto del cuerpo de que es necesaria la 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 era un paso hacia la comprensión de la regeneración de las extremidades. Normalmente, las salamandras no desarrollan ningún tipo de tejido cicatricial. Cuando un ser humano se desgarra un músculo o se hace un corte lo suficientemente profundo, dañando el tejido conectivo, se forma tejido cicatricial. Este tejido cicatrizal no ofrece la misma funcionalidad que el original.

«Si pudiera hacer que una salamandra cicatrizara, sería realmente algo», dijo Gardiner, porque eso arrojaría luz sobre el mecanismo que hace que los humanos no puedan volver a crecer un miembro u órgano. Así que los macrófagos podrían ser parte de la historia, pero no toda.

Neotonía y regeneración de extremidades

La capacidad de «mantenerse joven» puede añadir otra visión al misterio de la regeneración de extremidades. Las salamandras mexicanas, llamadas axolotes, o Ambystoma mexicanum, son neotónicas, lo que significa que conservan los rasgos juveniles hasta la edad adulta. Por eso los axolotes conservan las branquias cuando maduran, mientras que otras especies de salamandras no lo hacen.

Los humanos también poseen neotenia, y por eso los adultos se parecen más a nuestros bebés que otros primates, y por eso tardamos más en madurar que, por ejemplo, los chimpancés. Quizá haya alguna relación entre la neotenia y la regeneración. Gardiner señala que las personas más jóvenes parecen más capaces de curarse que las mayores.

Además, investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard descubrieron que un gen llamado Lin28a, que está activo en los animales inmaduros (y en los humanos), pero que se apaga con la madurez, tiene que ver con la capacidad de los ratones para regenerar tejidos, o al menos para que vuelvan a crecer las puntas de los dedos de los pies y las orejas. Una vez que los animales tenían más de 5 semanas de edad, no eran capaces de regenerar esas partes, incluso cuando se estimulaba la función de Lin28a. Lin28a forma parte del sistema de control del metabolismo de los animales: 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 entiende. Mientras que todas las salamandras pueden regenerar extremidades, sólo los axolotes son neoténicos, señaló Roy.

Las salamandras, especialmente los axolotes, pueden reclutar células madre para empezar a regenerar las extremidades, y los tipos de células que reaccionan en el lugar de una herida también parecen estar conectados a si las extremidades pueden volver a crecer. Gardiner consiguió que las salamandras crecieran extremidades adicionales estimulando el crecimiento de las células nerviosas en el lugar 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 las salamandras son mucho más pequeñas que las de los humanos; sin embargo, las ranas no pueden regenerar sus extremidades, por lo que podría no ser sólo una cuestión de tamaño», dijo Roy.

Este misterio sigue siendo uno – al menos por ahora.

Artículo original en Live Science.

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