Un gusano bellota intacto y vivo. La cabeza está en el extremo izquierdo, y el gusano se cortará por el centro. Imagen: Shawn Luttrell. Fuente: Universidad de Washington.
¿Qué pasaría si los humanos pudieran regenerar un brazo o una pierna amputados o restaurar completamente la función del sistema nervioso después de una lesión de la médula espinal?
Un nuevo estudio de uno de los parientes más cercanos a los invertebrados, el gusano bellota o enteropneusta, revela que esta hazaña podría ser posible algún día. Los gusanos bellota viven en la arena de alrededor de los arrecifes de coral, pero su relación ancestral con los cordados supone que tienen una composición genética y un funcionamiento corporal sorprendentemente similares a los nuestros.
La investigación, dirigida por la Universidad de Washington (EEUU) y publicada en Developmental Dynamics, ha demostrado que los gusanos bellota pueden regenerar cada parte importante del cuerpo -incluyendo la cabeza, el sistema nervioso y los órganos internos- cuando esas partes son cortadas por la mitad.
Si los científicos pudieran desentrañar la red genética responsable de esta hazaña, serían capaces de regenerar las extremidades de seres humanos, a través de la manipulación de nuestra propia herencia genética, similar a la de los enteropneusta.
"Compartimos miles de genes con estos animales, y tenemos muchos, si no todos, de los mismos genes que están usando para regenerar sus estructuras corporales", afirma el autor principal del estudio, Shawn Luttrell. "El descubrimiento del mecanismo que utilizan estos gusanos para regenerarse, podría tener implicaciones para la regeneración del sistema nervioso central de los seres humanos", asegura.
Regeneración total
En la investigación se constató que, cuando un gusano bellota - una de las pocas especies vivas de hemicordados- se corta por la mitad, vuelven a crecer las partes de cabeza o cola de cada extremo, en perfecta proporción con la mitad existente. Es como si se cortara a una persona por la cintura y de la mitad inferior creciera una cabeza nueva, y de la mitad superior nuevas piernas.
A los tres o cuatro días de ser cortados, en estos gusanos comienzan a crecer una trompa y una boca, y entre cinco y 10 días después reaparecen el corazón y los riñones. A los 15 días, los gusanos ya han vuelto a desarrollar un tubo neural completamente nuevo, estructura que se corresponde con la médula espinal y el cerebro en los humanos.
Después de ser cortado, cada mitad del gusano continúa prosperando, y cortes subsecuentes también producen gusanos vivos y sanos, una vez que todas las partes de sus cuerpos se regeneran.Así que estos gusanos no sólo regeneran los tejidos, sino que vuelven a crecer exactamente de la misma manera y con las mismas proporciones que tenían inicialmente.
Un nuevo estudio de uno de los parientes más cercanos a los invertebrados, el gusano bellota o enteropneusta, revela que esta hazaña podría ser posible algún día. Los gusanos bellota viven en la arena de alrededor de los arrecifes de coral, pero su relación ancestral con los cordados supone que tienen una composición genética y un funcionamiento corporal sorprendentemente similares a los nuestros.
La investigación, dirigida por la Universidad de Washington (EEUU) y publicada en Developmental Dynamics, ha demostrado que los gusanos bellota pueden regenerar cada parte importante del cuerpo -incluyendo la cabeza, el sistema nervioso y los órganos internos- cuando esas partes son cortadas por la mitad.
Si los científicos pudieran desentrañar la red genética responsable de esta hazaña, serían capaces de regenerar las extremidades de seres humanos, a través de la manipulación de nuestra propia herencia genética, similar a la de los enteropneusta.
"Compartimos miles de genes con estos animales, y tenemos muchos, si no todos, de los mismos genes que están usando para regenerar sus estructuras corporales", afirma el autor principal del estudio, Shawn Luttrell. "El descubrimiento del mecanismo que utilizan estos gusanos para regenerarse, podría tener implicaciones para la regeneración del sistema nervioso central de los seres humanos", asegura.
Regeneración total
En la investigación se constató que, cuando un gusano bellota - una de las pocas especies vivas de hemicordados- se corta por la mitad, vuelven a crecer las partes de cabeza o cola de cada extremo, en perfecta proporción con la mitad existente. Es como si se cortara a una persona por la cintura y de la mitad inferior creciera una cabeza nueva, y de la mitad superior nuevas piernas.
A los tres o cuatro días de ser cortados, en estos gusanos comienzan a crecer una trompa y una boca, y entre cinco y 10 días después reaparecen el corazón y los riñones. A los 15 días, los gusanos ya han vuelto a desarrollar un tubo neural completamente nuevo, estructura que se corresponde con la médula espinal y el cerebro en los humanos.
Después de ser cortado, cada mitad del gusano continúa prosperando, y cortes subsecuentes también producen gusanos vivos y sanos, una vez que todas las partes de sus cuerpos se regeneran.Así que estos gusanos no sólo regeneran los tejidos, sino que vuelven a crecer exactamente de la misma manera y con las mismas proporciones que tenían inicialmente.
¿Nuevas extremidades que crecerán solas?
Los investigadores analizaron los patrones de expresión genética de los gusanos bellota a medida que recuperaban las partes del cuerpo, algo que supone un primer paso importante en la comprensión de los mecanismos que impulsan la regeneración.
A partir de su análisis, sospechan que un gen o grupo de genes de "control maestro" serían los responsables de la activación de un patrón de actividad genética que promueve la regeneración. Es como, explican los investigadores, si las células (que conforman los tejidos) fueran “interpretando” “señales de tráfico” que les indicaran la ubicación y tamaño de cada estructura que van a formar.
Cuando estos patrones genéticos sean conocidos, vaticinan los científicos, podría recogerse el tejido de una persona con una amputación para activar en él los genes de la regeneración. Entonces, un injerto de dicho tejido podría colocarse en el extremo de una extremidad cortada, para que el brazo o la pierna vuelvan a crecer en el tamaño adecuado.
Swalla afirma: "Realmente creo que como seres humanos tenemos el potencial de regenerarnos, pero algo no está permitiendo que eso suceda. Creo que los seres humanos tenemos estos mismos genes, y si podemos averiguar cómo activarlos, nos podremos regenerar".
El cloruro de sodio podría ayudar
Los científicos sospechan que nuestra especie no puede regenerar partes del cuerpo, como sí lo hacen otras especies, porque nuestro sistema inmunológico -para detener hemorragias o prevenir infecciones- inhibe la regeneración a través de la creación de tejido cicatricial impenetrable sobre las heridas.
También piensan que quizás nuestro tamaño, relativamente grande en comparación con el de otros animales, hace que la regeneración suponga un gasto demasiado elevado de energía. El reemplazo de una extremidad puede no ser rentable, desde una perspectiva energética, si podemos adaptarnos a usar nueve dedos en lugar de 10 o un brazo en lugar de dos.
En 2010, otro estudio sobre regeneración realizado en este caso con renacuajos reveló que se puede acelerar la regeneración de extremidades amputadas introduciendo cloruro de sodio en las células, muy cerca de la herida. Los expertos tuvieron entonces la esperanza de que algún día esta señal de sal simple resulte también útil para regenerar apéndices humanos.
Los investigadores analizaron los patrones de expresión genética de los gusanos bellota a medida que recuperaban las partes del cuerpo, algo que supone un primer paso importante en la comprensión de los mecanismos que impulsan la regeneración.
A partir de su análisis, sospechan que un gen o grupo de genes de "control maestro" serían los responsables de la activación de un patrón de actividad genética que promueve la regeneración. Es como, explican los investigadores, si las células (que conforman los tejidos) fueran “interpretando” “señales de tráfico” que les indicaran la ubicación y tamaño de cada estructura que van a formar.
Cuando estos patrones genéticos sean conocidos, vaticinan los científicos, podría recogerse el tejido de una persona con una amputación para activar en él los genes de la regeneración. Entonces, un injerto de dicho tejido podría colocarse en el extremo de una extremidad cortada, para que el brazo o la pierna vuelvan a crecer en el tamaño adecuado.
Swalla afirma: "Realmente creo que como seres humanos tenemos el potencial de regenerarnos, pero algo no está permitiendo que eso suceda. Creo que los seres humanos tenemos estos mismos genes, y si podemos averiguar cómo activarlos, nos podremos regenerar".
El cloruro de sodio podría ayudar
Los científicos sospechan que nuestra especie no puede regenerar partes del cuerpo, como sí lo hacen otras especies, porque nuestro sistema inmunológico -para detener hemorragias o prevenir infecciones- inhibe la regeneración a través de la creación de tejido cicatricial impenetrable sobre las heridas.
También piensan que quizás nuestro tamaño, relativamente grande en comparación con el de otros animales, hace que la regeneración suponga un gasto demasiado elevado de energía. El reemplazo de una extremidad puede no ser rentable, desde una perspectiva energética, si podemos adaptarnos a usar nueve dedos en lugar de 10 o un brazo en lugar de dos.
En 2010, otro estudio sobre regeneración realizado en este caso con renacuajos reveló que se puede acelerar la regeneración de extremidades amputadas introduciendo cloruro de sodio en las células, muy cerca de la herida. Los expertos tuvieron entonces la esperanza de que algún día esta señal de sal simple resulte también útil para regenerar apéndices humanos.
Referencia bibliográfica:
Shawn M. Luttrell, Kirsten Gotting, Eric Ross, Alejandro Sánchez Alvarado, Billie J. Swalla. Head regeneration in hemichordates is not a strict recapitulation of development. Developmental Dynamics (2016). DOI: 10.1002/dvdy.24457.
Shawn M. Luttrell, Kirsten Gotting, Eric Ross, Alejandro Sánchez Alvarado, Billie J. Swalla. Head regeneration in hemichordates is not a strict recapitulation of development. Developmental Dynamics (2016). DOI: 10.1002/dvdy.24457.