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Autorregeneración: de lo que nuestro cuerpo es capaz

Primer plano de la parte inferior del cuerpo de un corredor de maratón, con la pierna derecha amputada (y apoyada en muletas)
Pavel1964/Shutterstock

Cuando oímos la palabra “regeneración”, nos imaginamos inmediatamente el crecimiento espontáneo de órganos o miembros perdidos. Así es como se ve en las películas de ciencia ficción y en los cómics dedicados a superhéroes como Lobezno, cuyo poder de autocuración es una marca.

En la vida real, la situación parece menos ideal y generalmente asumimos que el cuerpo humano no se regenera. Un brazo amputado no vuelve a crecer, una lesión de la médula espinal puede llevar a una parálisis de por vida y un diente caído se pierde para siempre. Nuestros cuerpos quedan marcados, un paciente puede estar condenado a usar una silla de ruedas o a esperar un trasplante de órganos para tener una oportunidad de sobrevivir.

Así que nos sentimos como si estuviéramos atrapados en un cuerpo que no puede repararse a sí mismo en caso de una lesión grave. ¿Por qué? ¿Podrá la medicina del futuro ayudar a regenerar estas partes perdidas?

Un cuerpo en constante renovación

¡Biológico! Fuera de la vista, la mayoría de nuestros órganos se renuevan constantemente eliminando las células viejas o muertas y sustituyéndolas por otras nuevas para mantenerse en condiciones óptimas.

Nuestra piel, por ejemplo, pierde millones de células al día, que son reemplazadas constantemente. Gracias a este ritmo constante, se obtiene una nueva capa de células cutáneas cada mes aproximadamente. Por ello, los arañazos, cortes y heridas se curan espontáneamente. Pero no se corte demasiado.

Los órganos internos también sufren este tipo de “rejuvenecimiento”. Las células que recubren el interior del estómago se regeneran continuamente para resistir su entorno ácido. O sea, el revestimiento de su estómago cambia cada semana. El tejido óseo se sustituye por completo cada 10 años y, si se rompe, nuevas células óseas vuelven a pegar las dos partes.

Después de librar una agotadora batalla contra los microorganismos invasores, nuestro sistema inmunitario también regenera las células perdidas hasta recuperar su composición original.

Las papilas gustativas de la lengua (rosa) detectan los gustos y sabores y los convierten en señales eléctricas que se envían al cerebro mediante fibras nerviosas (amarillo). Si se lesionan, las papilas gustativas pueden regenerarse en 10 días y volver a funcionar. Dany Gaillard y Linda Barlow/University of Colorado, Author provided

¿Ha pensado alguna vez en su lengua, cuyas papilas gustativas se queman regularmente con las prisas? Solo tardan diez días en recuperarse, así que puede volver a disfrutar (literalmente) de la cocina.

Pero el órgano humano más impresionante en términos de regeneración es el hígado. Su papel en la desintoxicación de la sangre lo requiere… En caso de daño grave o amputación parcial, es capaz de volver a crecer y funcionar de nuevo como si nada hubiera pasado.

Nuevos tejidos con daño acumulado

Pero si el cuerpo puede reemplazar tanto tejido, ¿por qué envejecemos? En primer lugar, porque a medida que envejecemos, las células acumulan daños en su material genético, por ejemplo. Estas “nuevas células” que nacen tardíamente, por así decirlo, no tienen el hermoso ADN nuevo de un recién nacido: tienen, como sus homólogas, el ADN dañado de sus células madre.

Y una vez que se ha alcanzado un determinado umbral de daño acumulado, una célula ya no puede funcionar. Este fenómeno es como un reloj ineludible que nos acerca cada día a nuestra fecha de caducidad.

En segundo lugar, algunos tejidos u órganos nunca se regeneran completamente. Este es, por desgracia, el caso del cerebro. Las células nerviosas, por ejemplo, que dirigen nuestro cuerpo y nuestra mente, no vuelven a crecer cuando se lesionan. Al igual que su dueño, descansan en paz tras décadas de trabajo.

Por último, cuando la lesión de una parte del cuerpo es demasiado grande, la reparación completa resulta imposible. Por lo tanto, aunque el cuerpo humano puede regenerar algunas de sus partes, no puede reemplazar todas sus piezas rotas como un coche.

Esponjas y salamandras, los campeones de la regeneración natural

¿De dónde vienen estas limitaciones? ¿No podría la evolución seleccionar esas características para favorecer la supervivencia? Así aprovecharíamos las capacidades de algunos animales que hacen milagros…

La hidra (2cm en su mayor tamaño) tiene un cuerpo tubular en cuya parte superior se extienden los tentáculos (dispuestos alrededor de la boca-ano del animal)
Este pequeño animal marino, La Hydra vulgaris, fue denominada (acertadamente) como la Hidra de Lerna de la mitología griega, cuyas cabezas volvieron a crecer cuando Hércules las cortó. Proyecto Agua, Author provided

Por ejemplo, la esponja primitiva Hydra puede reconstituir un cuerpo entero a partir de unos cientos de células. ¡O formar dos réplicas cuando se corta por la mitad! A los gusanos planos les crece una nueva cabeza a partir de la cola; y a las estrellas de mar les crecen nuevos brazos como a nosotros nos crece el pelo.

Así es como se regenera la hidra.

Un poco más abajo que nosotros en el árbol de la vida, el pez cebra, un modelo animal muy popular en los laboratorios, no se queda atrás. Le pueden volver a crecer sus aletas de la cola, partes de su cerebro, corazón y muchos otros órganos.

Esta salamandra ha perdido recientemente su cola, y la está regenerando. Greg Schechter/Flickr, Author provided

Las salamandras, finalmente, son igual de buenas. Si alguna vez ha intentado agarrar a una por la cola, probablemente haya acabado solamente con ese apéndice retorciéndose entre tus dedos. La salamandra se habrá deshecho de la cola sin remordimientos y lucirá una nueva dentro de unas semanas.

Pero no es un milagro. Cuanto más se asciende en la escala evolutiva, más disminuye la capacidad de regeneración. Por ejemplo, si corta un pez cebra por la mitad, no le pasará nada bueno. Tampoco los ratones reparan sus lesiones cerebrales graves o la pérdida de un miembro.

Volver a la célula madre…

Si los animales “más simples” (aunque refiriéndose a este rasgo, se podría decir más complejos) se regeneran tan bien… ¿por qué nosotros no?

Gran parte de la historia tiene que ver con un grupo particular de células: las células madre. Inmadura, puede convertirse en cualquier tipo de célula, hígado, piel, cerebro o riñón, cuando recibe la señal y las instrucciones adecuadas.

Y hay varios tipos de células madre en los animales. Algunas pueden formar todos los tipos de células del cuerpo de su propietario: son células pluripotentes, como en Hydra. Las encontradas por los científicos en los vertebrados adultos solo pueden dar lugar a algunos tipos de células: se denominan “multipotentes”.

En las salamandras, en caso de lesión, las células madre se reúnen en la yema de la herida y comienzan a reconstruir el miembro perdido. Para ello, utilizan el “plano” de la extremidad codificado por los genes. No es de extrañar, ya que el ADN anidado en cada una (o casi cada una) de nuestras células ya ha tenido este rol de plano general ¡durante la embriogénesis!

Modelado del proceso de regeneración de extremidades en la salamandra.

Así, para reconstruir un nuevo miembro desde cero, hay que reactivar con precisión los genes adecuados, del mismo modo que un arquitecto profundizaría en los planos originales de una casa para reconstruir una pared dañada. Dado que compartimos la mayor parte de nuestro ADN con organismos que pueden regenerarse, identificar estos genes “regenerativos” y encontrar formas de anular los frenos moleculares para que puedan activarse a voluntad es un objetivo principal de la investigación sobre la regeneración.

Las células madre son capaces de generar las células suficientes para hacer una copia del tamaño perfecto de la parte del cuerpo perdida. Señales del exterior de las células probablemente sirven para indicarles cuándo deben detenerse. Pero por el momento, sigue siendo difícil identificarlas.

Cuando la evolución dice basta

Una primera explicación posible de nuestra limitada capacidad es que los mecanismos que hay que gestionar se han vuelto tan complejos en el curso de la evolución que resulta demasiado difícil armonizar la miríada de genes y señales. Y los riesgos de causar tumores son demasiado grandes. Tanto es así que la selección natural los ha silenciado gradualmente, una vez que el animal ha alcanzado la etapa adulta.

Simplemente habría demasiadas instrucciones que seguir para poder ejecutar con seguridad el programa “cómo regenerar”.

Otra razón plausible es que tenemos menos células madre pluripotentes (activas) que esos otros animales más simples. Aunque lo intentamos. Los científicos tratan ahora de averiguar qué ocurre en estas células madre cuando se amputa una parte del cuerpo en los seres humanos en comparación con los peces o las ranas, que lo hacen mejor que nosotros.

Si los investigadores consiguen descifrar los mecanismos de estos animales, ¿podrían ser capaces de inhibir la cicatrización de las heridas y resucitar nuestro inactivo sistema de autocuración con un simple cóctel de fármacos?

Medicina regenerativa: ¿en qué punto nos encontramos?

El desarrollo de nuestros conocimientos médicos nos proporciona cada vez más herramientas para ayudar a nuestro cuerpo a curarse a sí mismo.

Los cirujanos pueden trasplantar casi cualquier cosa, piel, mano, córnea o corazón. Incluso ¡un corazón de cerdo modificado genéticamente para ser “humanizado”!

Incluso ya es posible imprimir en 3D órganos relativamente sencillos, como la vejiga, que es un caso de regeneración artificial fuera del cuerpo.

Otra tecnología revolucionaria son los brazos y piernas biónicos que pueden ser controlados por el pensamiento de la persona. Pero en estos casos se trata más de reparar o reemplazar que de reiniciar nuestras capacidades ancestrales de autorregeneración.

Otra técnica aún en fase experimental, pero que esta vez se apoya más en nuestra capacidad regenerativa, es el trasplante de células madre.

Células madre neurales humanas cultivadas
En el laboratorio ya podemos cultivar células madre capaces de generar nuevas células nerviosas y glía (células de soporte). La esperanza es que algún día se puedan trasplantar con éxito en una herida para facilitar la regeneración de los tejidos. Yirui Sun, Author provided

La idea es sencilla: cultivar células madre de otras partes del cuerpo o multiplicadas en el laboratorio, reprogramarlas genéticamente si es necesario, trasplantarlas al tejido lesionado y administrar un cóctel de fármacos que les permita producir los tipos celulares especializados necesarios para restaurar la zona dañada.

En resumen, regenerar el lugar trayendo una armada de células madre para que hagan su trabajo. Los experimentos en animales son prometedores (y la técnica funciona bien en humanos para los trasplantes de médula ósea), pero por ahora el éxito ha sido desigual en nuestra especie.

Por último, los científicos intentan aprovechar el potencial de reparación de nuestras células madre a través de diversos tratamientos o mediante ingeniería genética. Esto sería especialmente relevante para el cerebro, sujeto a enfermedades neurodegenerativas para las que las opciones quirúrgicas o terapéuticas son limitadas.

Sin embargo, la población de células madre del cerebro es pequeña… y en su mayoría inactiva. Todavía no hemos encontrado la receta adecuada para despertar a este prometedor equipo interno de microcirujanas.

Así que, por el momento, tenemos que conformarnos con las herramientas que nos ha dado la naturaleza. Y reconocer humildemente que, en lo que respecta a la regeneración, no podemos (todavía) competir con la mayoría de nuestros diminutos colegas llamados “primitivos”.

This article was originally published in French

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