Para algunos anfibios, como las salamandras y los tritones, perder una extremidad no es gran cosa. Pero ha sido difícil explicar por qué los mamíferos no comparten la capacidad de regenerar extremidades después de una amputación.
Una teoría implica diferencias en el medio ambiente. Debido a que los anfibios dependen en gran medida del agua en sus primeras etapas de desarrollo, los biólogos sugieren que los niveles más bajos de oxígeno pueden desempeñar un papel importante en el impulso de la regeneración de las extremidades.
Para descubrir si ese es el caso, investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana expusieron renacuajos y ratones embrionarios a diferentes niveles de oxígeno después de que les amputaron extremidades. Si bien los embriones de ratón no desarrollaron completamente nuevas extremidades desde cero, el estudio, publicado en Science, notó una diferencia significativa: las heridas se cerraron más rápido y las células entraron en las primeras etapas de regeneración, incluso activando genes relacionados con la regeneración.
“Estamos muy entusiasmados con nuestros hallazgos”, dijo el coautor del estudio Can Aztekin en un comunicado de prensa. “Al comparar directamente las especies que pueden regenerarse y las que no, aportamos una nueva perspectiva a una pregunta centenaria.
Las primeras etapas después de perder una extremidad son críticas
El primer paso después de la pérdida de una extremidad, y cuando puede comenzar un posible nuevo crecimiento, es la curación de la herida. Y aquí es donde aparecen las primeras diferencias entre anfibios y mamíferos. En las salamandras y otros regeneradores de extremidades, las heridas se sellan rápidamente y las células responsables de la regeneración se activan casi de inmediato. No es así en los mamíferos, donde las heridas no se cierran tan rápidamente y a menudo se forman cicatrices en lugar de iniciar el proceso de regeneración, a pesar de que técnicamente tienen las herramientas genéticas para ello.
“Durante mucho tiempo, la investigación sobre la regeneración se centró en los anfibios, mientras que la regeneración de los mamíferos rara vez se examinaba experimentalmente en paralelo de manera comparable”, dijo Aztekin. “Aunque muchos estudios demostraron que especies regenerativas como los anfibios y los mamíferos comparten genes similares, lo que sugiere que los mamíferos pueden conservar una capacidad regenerativa latente, no está claro si los tejidos de los mamíferos pueden realmente activar programas regenerativos de las extremidades y qué les impide hacerlo”.
Para activar la capacidad regenerativa potencial de los mamíferos, el equipo quería comprender el papel que desempeña el oxígeno en el proceso, ya que los anfibios están significativamente más expuestos a entornos bajos en oxígeno que los mamíferos durante las etapas críticas de la vida. En su estudio, los investigadores amputaron extremidades en desarrollo de renacuajos y embriones de ratón y observaron las extremidades amputadas en diferentes condiciones de oxígeno.
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Los niveles bajos de oxígeno favorecen la cicatrización de heridas
Los investigadores rastrearon el cierre de la herida y cómo se comportaban las células en general, especialmente los cambios en la actividad del ADN. Un marcador importante que monitorearon fue el sensor de oxígeno celular HIF1A, una proteína que activa la curación y la regeneración en condiciones de bajo oxígeno.
Los experimentos resultaron particularmente interesantes. El equipo informó que los niveles más bajos de oxígeno indujeron una curación más rápida de las heridas en células de ratón y desencadenaron signos genéticos de pasos regenerativos tempranos. Sorprendentemente, los renacuajos mantuvieron su capacidad regenerativa a través de diferentes niveles de oxígeno, incluso en concentraciones superiores a las normales en el aire. Una mirada más cercana a HIF1A mostró que permaneció relativamente activo en una amplia gama de condiciones de oxígeno, probablemente respaldado por la composición genética distintiva de los renacuajos.
Al ampliar su análisis al comportamiento de HIF1A en ajolotes y humanos, el patrón se mantuvo. Parece que los mamíferos tienen una respuesta más fuerte a los niveles de oxígeno, lo que lleva a que los procesos regenerativos se detengan poco después de la lesión.
Mejor curación de heridas en las condiciones adecuadas
Estos hallazgos respaldan investigaciones anteriores sobre la capacidad de los mamíferos para regenerar partes del cuerpo pero, por primera vez, establecen una conexión clara con un factor ambiental específico: los niveles de oxígeno.
Comprender esto algún día podría conducir a mejores enfoques para la curación de heridas y potencialmente mejorar los procesos regenerativos en humanos. Y si bien es poco probable que a los humanos les vuelvan a crecer extremidades completas en el corto plazo, vale la pena señalar que los procesos moleculares que antes se pensaban inamovibles pueden ser más flexibles de lo esperado, si las condiciones son las adecuadas.
“Nuestros resultados muestran que se pueden activar programas regenerativos en tejidos de mamíferos y comenzar a delinear un camino claro y comprobable hacia la promoción de la regeneración de las extremidades en mamíferos adultos”, dijo Aztekin.
Este artículo no ofrece asesoramiento médico y debe utilizarse únicamente con fines informativos.
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