Científicos logran que a las ranas les crezcan de nuevo las patas perdidas
A diferencia de las salamandras, los lagartos, las estrellas de mar o los gusanos planos, los seres humanos no somos capaces de regenerar una extremidad perdida, una pérdida irreparable que millones de personas sufren tras un accidente o una enfermedad como la diabetes. Sin embargo, científicos de las universidades de Harvard y Tufts han dado un paso más hacia la medicina regenerativa al ser capaces de que a una rana le crezca de nuevo una pata perdida. El logro, que explican en 'Science Advances', fue posible gracias a un cóctel de cinco fármacos aplicado con un biorreactor portátil de silicona que sella el elixir sobre el muñón durante solo 24 horas. Con ese breve tratamiento, la pata funcional creció en 18 meses.
En ranas adultas, las extremidades no se regeneran de forma natural. Así que los investigadores de Tufts desencadenaron el proceso regenerativo en ranas de uñas africanas al encerrar la herida en una tapa de silicona, a la que llaman BioDome, que contiene un gel de proteína de seda cargado con el cóctel de cinco fármacos.
Cada fármaco cumplió un propósito diferente, incluido el control de la inflamación, la inhibición de la producción de colágeno que conduciría a la cicatrización y el fomento del nuevo crecimiento de fibras nerviosas, vasos sanguíneos y músculos. En vez de producirse la tendencia natural a cerrar el muñón, se inició el proceso regenerativo.
Con varios dedos
Los investigadores observaron un crecimiento espectacular del tejido en muchas de las ranas tratadas, recreando una pata casi completamente funcional. Las nuevas extremidades tenían una estructura ósea extendida con características similares a la estructura ósea de una extremidad natural, un complemento más rico de tejidos internos (incluidas las neuronas) y varios 'dedos de los pies' crecieron desde la punta de la extremidad, aunque sin el soporte del hueso subyacente.
La extremidad regenerada se movió y respondió a estímulos como el toque de una fibra rígida, y las ranas pudieron usarla para nadar en el agua, moviéndose como lo haría una rana normal.
«Es emocionante ver que los medicamentos que seleccionamos ayudaron a crear una extremidad casi completa», afirma Nirosha Murugan, investigadora en Tufts y primera autora del artículo. «El hecho de que solo requiriese una breve exposición a los fármacos para poner en marcha un proceso de regeneración de meses sugiere que las ranas y quizás otros animales pueden tener capacidades regenerativas latentes que pueden activarse».
Dentro de los primeros días después del tratamiento, los investigadores detectaron la activación de vías moleculares conocidas que normalmente se usan en un embrión en desarrollo para ayudar a que el cuerpo tome forma. La activación de estas vías podría permitir que la extremidad misma maneje la carga del crecimiento y la organización del tejido, de manera similar a como ocurre en un embrión, en lugar de requerir una intervención terapéutica continua durante los muchos meses que lleva crecer la extremidad.
Entorno amniótico
Los animales naturalmente capaces de regenerarse viven principalmente en un ambiente acuático. La primera etapa de crecimiento después de la pérdida de una extremidad es la formación de una masa de células madre al final del muñón llamada blastema, que se utiliza para reconstruir gradualmente la parte del cuerpo perdida. La herida se cubre rápidamente con células de la piel dentro de las primeras 24 horas después de la lesión, protegiendo el tejido de reconstrucción debajo.
«Los mamíferos y otros animales en regeneración generalmente tendrán sus lesiones expuestas al aire o haciendo contacto con el suelo, y pueden tardar días o semanas en cerrarse con tejido cicatricial», señala David Kaplan, profesor de ingeniería en Tufts y coautor del estudio. «El uso de la tapa BioDome en las primeras 24 horas ayuda a imitar un entorno similar al amniótico que, junto con los medicamentos adecuados, permite que el proceso de reconstrucción continúe sin la interferencia del tejido cicatricial».
Según los investigadores, el cóctel de cinco fármacos representa un hito significativo hacia la restauración de extremidades de rana completamente funcionales y sugiere que una mayor exploración de las combinaciones de fármacos y factores de crecimiento podría conducir a una regeneración aún más completa, con dedos normales, membranas, esqueleto y rasgos musculares más detallados. En un futuro, los investigadores estudian cómo probar este tratamiento en los mamíferos.