Muchos organismos inferiores conservan la capacidad milagrosa de regenerar la forma y función de casi cualquier tejido después de una lesión. Los humanos comparten muchos de nuestros genes con estos organismos, pero nuestra capacidad de regeneración es limitada. Científicos en el Laboratorio Biológico MDI en Bar Harbor, Maine, están estudiando la genética de estos organismos para descubrir cómo se pueden activar los mecanismos regenerativos en los humanos.
La capacidad de los animales para regenerar partes del cuerpo ha fascinado a los científicos desde la época de Aristóteles. Pero hasta el advenimiento de herramientas sofisticadas para el análisis genético y computacional, los científicos no tenían forma de estudiar la maquinaria genética que permite la regeneración. Usando tales herramientas, los científicosen el Laboratorio Biológico MDI han identificado reguladores genéticos que gobiernan la regeneración que son comunes en todas las especies.
en un artículo publicado en la revista PLOS UNO , los científicos del Laboratorio Biológico MDI Benjamin L. King, Ph.D., y Voot P. Yin, Ph.D., identificaron estos reguladores genéticos comunes en tres especies regenerativas: el pez cebra, un pez de acuario común originario de la India;axolotl, una salamandra nativa de los lagos de México; y el bichir, un pez con aletas radiadas de África.
El descubrimiento de mecanismos genéticos comunes a estas tres especies, que divergieron en el árbol evolutivo hace unos 420 millones de años, sugiere que estos mecanismos no son específicos de especies individuales, sino que han sido conservados por la naturaleza a través de la evolución.
"Recuerdo muy bien ese día, fue una sensación fantástica", dijo King del descubrimiento. "No esperábamos que los patrones de expresión genética fueran muy diferentes en las tres especies, pero fue increíble verlo".que eran consistentemente iguales "
Se espera que el descubrimiento de los reguladores genéticos comunes sirva como plataforma para informar nuevas hipótesis sobre los mecanismos genéticos subyacentes a la regeneración de las extremidades. El descubrimiento también representa un avance importante en la comprensión de por qué muchos tejidos en humanos, incluido el tejido de las extremidades, se regeneran de manera deficiente- y en la posibilidad de manipular esos mecanismos con farmacoterapias.
"La regeneración de extremidades en humanos puede sonar a ciencia ficción, pero está dentro del ámbito de la posibilidad", dijo Yin. "El hecho de que hayamos identificado una firma genética para la regeneración de extremidades en tres especies diferentes con tres tipos diferentes de apéndices sugiereque la naturaleza ha creado un manual de instrucciones genéticas comunes que rige la regeneración que pueden compartir todas las formas de vida animal, incluidos los humanos ".
En particular, los científicos estudiaron la formación de una masa de células llamada blastema que sirve como reservorio para la regeneración de tejidos. La formación de un blastema es el primer paso crítico en el proceso de regeneración. Utilizando la sofisticada tecnología de secuenciación genética, King yYin identificó un conjunto común de genes que están controlados por una red compartida de reguladores genéticos conocidos como microARN.
"Los científicos aquí están estudiando una gama evolutivamente diversa de animales para obtener información sobre los mecanismos genéticos subyacentes a la reparación y regeneración de tejidos complejos y por qué estos procesos son poco activos en los humanos", dijo Kevin Strange, Ph.D., del laboratoriopresidente "El valor de nuestro enfoque es confirmado por este notable estudio, que por primera vez revela una red genética que gobierna la regeneración de las extremidades que es común en tres especies animales evolutivamente distintas".
El estudio también tiene implicaciones para la cicatrización de heridas, que, debido a que también requiere el reemplazo de tejidos perdidos o dañados, involucra mecanismos genéticos similares. Con una mayor comprensión de estos mecanismos, los tratamientos podrían desarrollarse para acelerar la cicatrización de heridas, reduciendo asídolor, disminuyendo el riesgo de infección y haciendo que los pacientes vuelvan a ponerse de pie más rápidamente.
Otra aplicación potencial es el desarrollo de dispositivos protésicos más sofisticados. Cuando se amputa una extremidad, los nervios en el sitio de amputación pueden dañarse. La reparación y regeneración de estos nervios podría permitir el desarrollo de prótesis más sofisticadas que podrían interactuar con estosnervios, lo que permite un mayor control.
Si bien la curación de heridas más rápida y las prótesis mejoradas pueden estar en el horizonte a corto plazo, la capacidad de regenerar las extremidades está muy lejos. ¿Cuánto tiempo? "Depende del ritmo de descubrimiento, que depende en gran medida de la financiación".Yin dijo. Él predijo que la línea de tiempo podría acelerarse si hubiera suficientes fondos para la investigación. "Desafortunadamente", agregó, "estamos en un período de fondos muy reducidos para la investigación científica".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio biológico de Mount Desert Island . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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