Algunos anfibios son capaces de regenerar partes de su cuerpo, como extremidades e incluso órganos. Pero hasta ahora, este extraordinario proceso había permanecido en gran medida en el misterio. Un reciente estudio realizado por un equipo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) ha añadido ahora una pieza más al rompecabezas. Según este estudio, el oxígeno desempeña un papel crucial en la regeneración de las extremidades: cuando las células lo perciben, esto determinaría si el proceso de regeneración puede comenzar. El estudio se publicó en Science.
Los anfibios pueden regenerar extremidades, los mamíferos no
La regeneración de las extremidades comienza con la cicatrización de las heridas. En efecto, tras una amputación, las células del lugar de la lesión deben sellar rápidamente la herida y transformarse en células regenerativas. Aunque sabemos que en los anfibios este proceso se desarrolla sin problemas, en los mamíferos se detiene pronto. Esto se debe a que el cierre de la herida es más lento y la formación de tejido cicatricial toma el relevo, bloqueando así la regeneración. Según los expertos, esta diferencia entre anfibios y mamíferos radica en el entorno: las larvas de los anfibios, en efecto, se desarrollan en el agua, donde hay niveles de oxígeno más bajos que en el aire, al que están expuestos los tejidos de los mamíferos. Aunque muchos estudios han demostrado que especies regenerativas como los anfibios y los mamíferos comparten genes similares, lo que sugiere que los mamíferos pueden conservar una capacidad regenerativa latente, aún no estaba claro si los tejidos de los mamíferos podían activar realmente programas de regeneración de extremidades y qué les impedía hacerlo", recuerda Can Aztekin, uno de los autores del nuevo estudio.
Niveles de oxígeno y capacidad para percibirlos
Para entenderlo, los investigadores amputaron las extremidades en desarrollo de renacuajos de rana y embriones de ratón y los cultivaron fuera del organismo en condiciones de oxígeno controladas, es decir, bajando sus niveles para simular entornos acuáticos o aumentándolos hasta los del aire. A continuación, controlaron la respuesta celular midiendo el cierre de heridas, el movimiento celular, la actividad génica, el metabolismo y los estados epigenéticos, centrándose en particular en HIF1A, una proteína que actúa como sensor de oxígeno celular y que, cuando el oxígeno es bajo, se vuelve más estable y activa los programas de cicatrización y regeneración.
Respuestas celulares al entorno
En análisis posteriores, los investigadores observaron que, cuando se reducían los niveles de oxígeno, las células de los ratones cicatrizaban más rápido las heridas y mostraban signos de activación de un programa regenerativo. La privación de oxígeno también modificó el comportamiento de las células de la piel, que se volvieron más móviles y cambiaron sus propiedades mecánicas. En el caso de los renacuajos de rana, sin embargo, sus extremidades se regeneraron con eficacia en una amplia gama de niveles de oxígeno, incluso muy superiores a los que se encuentran normalmente en el aire. Al comparar todos estos datos, el equipo llegó a la conclusión de que los anfibios que consiguen regenerar sus extremidades muestran una capacidad reducida para detectar el oxígeno mientras que, por el contrario, los mamíferos reaccionan fuertemente al oxígeno, desestabilizando HIF1A y desactivando así los programas regenerativos en las primeras fases, es decir, inmediatamente después de una lesión. En conclusión, aunque el estudio no demuestra que la regeneración de las extremidades humanas sea inminente, pone de relieve que las diferencias entre especies pueden depender de cómo respondan las células a su entorno.
Artículo originalmente publicado en WIRED Italia. Adaptado por Mauricio Serfatty Godoy.
