Los lagartos pueden volver a regenerar sus colas cortadas, lo que les convierte en el pariente más cercano a los humanos que puede regenerar un apéndice perdido. Pero en lugar de la cola original, que incluye una columna vertebral y nervios, la estructura de reemplazo es un tubo de cartílago imperfecto. Ahora, por primera vez, un estudio dirigido por la USC (University of Southern California) en Nature Communications describe cómo las células madre pueden ayudar a los lagartos a regenerar mejor sus colas, lo que puede tener implicaciones para el tratamiento de heridas en humanos.
«Este es uno de los únicos casos en los que la regeneración de un apéndice se ha mejorado significativamente a través de la terapia basada en células madre en cualquier reptil, ave o mamífero, e informa los esfuerzos para mejorar la cicatrización de heridas en humanos«, asegura el autor del estudio, el doctor Thomas P. Lozito, profesor asistente de cirugía ortopédica y biología de células madre y medicina regenerativa en la Escuela de Medicina Keck de la USC.
«Perfeccionar la cola de lagarto regenerada imperfecta nos proporciona un plan para mejorar la cicatrización en heridas que no se regeneran naturalmente, como extremidades humanas cortadas y médula espinal»
Estas colas de lagarto nuevas y mejoradas exhiben lo que se conoce como «patrón dorsoventral», lo que significa que tienen tejido esquelético y nervioso en el lado superior o dorsal y tejido cartilaginoso en el lado inferior o ventral.
«Los lagartos han existido durante más de 250 millones de años, y en todo ese tiempo ningún lagarto ha vuelto a regenerar una cola con patrón dorsoventral, hasta ahora«, comenta Lozito. «Mi laboratorio ha creado las primeras colas de lagarto regeneradas con esqueletos estampados«.
Para lograrlo, el equipo de científicos de las facultades de medicina de la USC y la Universidad de Pittsburgh analizó cómo se forman las colas de los lagartos durante la regeneración adulta, en comparación con el desarrollo embrionario. En ambos casos, las células madre neurales o NSC, las células madre que forman el sistema nervioso, juegan un papel central.
Las NSC adultas producen una señal molecular que bloquea la formación del esqueleto y los nervios y estimula el crecimiento del cartílago, «ventralizando» eficazmente ambos lados de la cola. Esto da como resultado el tubo de cartílago típico de las colas regeneradas. Incluso en ausencia de esta señal ventralizante, las NSC adultas son incapaces de generar tejido nervioso nuevo para el lado dorsal de la cola.
Herramientas de edición de genes
Por el contrario, las NSC embrionarias producen esta señal «ventralizante» sólo en la región del cartílago que se convierte en el lado inferior o ventral de la cola. Mientras tanto, en ausencia de esta señal, el lado superior o dorsal desarrolla tejido esquelético y nervioso. Por lo tanto, la cola adquiere el intrincado patrón dorsoventral característico de los apéndices embrionarios originales.
Sin embargo, si las NSC embrionarias se implantan en los muñones de la cola de un adulto, responden a la señal ventralizante y no se convierten en estructuras dorsales.
Para superar estos obstáculos, el equipo de Lozito utilizó herramientas de edición de genes para hacer que las NSC embrionarias no respondieran a la señal ventralizante, e implantaron quirúrgicamente estas células en muñones de cola adultos, lo que condujo a la regeneración de colas perfectas.
«Este estudio nos ha proporcionado una práctica esencial sobre cómo mejorar el potencial regenerativo de un organismo«, concluye Lozito. «Perfeccionar la cola de lagarto regenerada imperfecta nos proporciona un plan para mejorar la cicatrización en heridas que no se regeneran naturalmente, como extremidades humanas cortadas y médula espinal. De esta manera, esperamos que nuestra investigación sobre lagartos conduzca a avances médicos para el tratamiento de heridas difíciles de curar«.
Fuente: Nature Communications.
