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Alitas de pollo regeneradoras
A las salamandras y al pez cebra les pueden crecer nuevas extremidades y aletas, pero si se corta el dedo, no volverá a crecer. Ahora, los investigadores de San Diego han podido regenerar alas en embriones de pollo, que normalmente no pueden desarrollar nuevas extremidades. Los hallazgos acercan a los científicos a comprender cómo inducir poderes regenerativos en humanos.
La regeneración probablemente implica una combinación de factores, dice Stephen Badylak , científico del Instituto McGowan de Medicina Regenerativa, en Pittsburgh, Pensilvania, que no participa en la investigación. Si podemos identificar las claves y juntarlas, probablemente podamos inducir la regeneración.
Cuando una salamandra pierde una pierna, las células epiteliales especializadas cubren la herida, formando una estructura de varias capas. Luego, estas células activan las células del tejido conectivo, nervioso y muscular que se encuentran debajo para desdiferenciarse (esencialmente, pierden las características especializadas que las convierten en neuronas o células musculares), se dividen y forman una bola de células parecidas a células madre. La bola de células comienza a desarrollarse como lo hace una extremidad normal, formando nuevos músculos y huesos para producir una extremidad completamente nueva.
Si bien muchos animales tienen esta capacidad (dentro del reino animal, hay más especies que pueden regenerar extremidades que las que no), los mamíferos la han perdido en gran medida. Por razones que aún no están claras, en cambio forman cicatrices cuando son heridos. Pero muchos biólogos del desarrollo creen que si pueden comprender el proceso de regeneración, podrán inducirlo en los seres humanos. El proceso podría reparar el tejido dañado, como ocurre en el músculo cardíaco después de un ataque cardíaco, o incluso estimular el crecimiento de nuevas extremidades.
Los investigadores ahora han identificado un interruptor genético que desencadena la regeneración en las etapas de desarrollo cuando el animal normalmente carece de la capacidad. Yasuhiko Kawakami y sus colegas del Instituto Salk de Estudios Biológicos, en La Jolla, CA, realizaron experimentos en pollos y ranas en los que sobreactivaron un conjunto de genes, llamado vía Wnt, que se sabe que están involucrados en el desarrollo regular y se cree que están involucrados. en regeneración. Cuando los genes se activaron en embriones de pollo a los que se les habían quitado las alas en desarrollo, la acción desencadenó el crecimiento de una nueva extremidad. En las ranas, que pueden regenerar las extremidades cuando son renacuajos pero no cuando son adultos, la activación de los genes extendió el período de tiempo en que los renacuajos podrían regenerarse.
Creemos que controlar la actividad de Wnt puede tener el potencial de hacer que el tejido se regenere, que normalmente no se regenera, dice Kawakami, un biólogo del desarrollo que llevó a cabo el estudio con Juan Carlos Izpisua Belmonte , también en el Salk.
Kawakami advierte que tanto el momento como la duración de la expresión génica son cruciales. Si los genes se activaron durante demasiado tiempo, se desarrollaron extremidades anormales. Y si los genes se expresaban demasiado tarde en el desarrollo, las nuevas extremidades no podían crecer.
Los expertos dicen que los hallazgos son emocionantes, pero advierten que queda mucho por hacer antes de que se puedan cultivar nuevas extremidades en los mamíferos. Los estudios se llevaron a cabo en animales aún en desarrollo, cuyas células probablemente sean mucho más flexibles cuando se trata de inducir la regeneración, dice Hans-Georg Simon , biólogo del desarrollo de la Universidad Northwestern, en Chicago, que estudia la regeneración del corazón y las extremidades. Incluso los mamíferos, incluidos los humanos, muestran algunas capacidades regenerativas. En algunas circunstancias, los niños de hasta cinco años pueden desarrollar una nueva yema del dedo si la herida se trata correctamente. Pero esa habilidad se pierde a medida que envejecemos.
Este camino es sin duda crítico, dice Simon. Pero probablemente se necesiten otros factores desconocidos para reactivar el tejido adulto completamente diferenciado para reconstruir una nueva estructura.
Badylak agrega que la regeneración en los mamíferos probablemente requerirá la inhibición de nuestra respuesta inmune normal, que desencadena la inflamación en el sitio de una herida. Ninguno de los animales que pueden regenerar extremidades presenta este tipo de respuesta inmune.