¿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 nuestros parientes invertebrados más cercanos, el gusano de la bellota, revela que esta hazaña podría algún día ser posible. Los gusanos de la bellota se entierran en la arena alrededor de los arrecifes de coral, pero su relación ancestral con los cordados significa que tienen una composición genética yplan corporal sorprendentemente similar al nuestro.
Un estudio dirigido por la Universidad de Washington y publicado en la edición de diciembre de la revista Developmental Dynamics ha demostrado que las lombrices de bellota pueden regenerar cada parte importante del cuerpo, incluida la cabeza, el sistema nervioso y los órganos internos, de la nada después de ser cortadasa la mitad. Si los científicos pueden desbloquear la red genética responsable de esta hazaña, podrían volver a crecer las extremidades en los humanos mediante la manipulación de nuestra propia herencia genética similar.
"Compartimos miles de genes con estos animales, y tenemos muchos, si no todos, los mismos genes que están utilizando para regenerar sus estructuras corporales", dijo el autor principal Shawn Luttrell, un estudiante de doctorado en biología de la Universidad de Washington con sede en Friday HarborLaboratorios: "Esto podría tener implicaciones para la regeneración del sistema nervioso central en humanos si podemos descubrir el mecanismo que los gusanos usan para regenerarse".
El nuevo estudio encuentra que cuando un gusano de bellota, una de las pocas especies vivas de hemicordados, se corta por la mitad, vuelve a crecer las partes de la cabeza o la cola en cada extremo opuesto en perfecta proporción a la mitad existente. Imagínese si cortauna persona por la mitad en la cintura, la mitad inferior crecería una cabeza nueva y la mitad superior crecería piernas nuevas.
Después de tres o cuatro días, los gusanos comienzan a crecer una trompa y una boca, y de cinco a 10 días después de cortarse el corazón y reaparecen los riñones. Para el día 15, los gusanos habían vuelto a crecer un tubo neural completamente nuevo, mostraron los investigadores.humanos, esto corresponde a la médula espinal y al cerebro.
Después de ser cortado, cada mitad del gusano continúa prosperando, y los cortes posteriores también producen gusanos vitales y saludables una vez que todas las partes del cuerpo vuelven a crecer.
"La regeneración da inmortalidad a animales o poblaciones", dijo el autor principal Billie Swalla, director de Friday Harbor Laboratories y profesora de biología de la Universidad de Washington. "No solo los tejidos vuelven a crecer, sino que se vuelven a crecer exactamente de la misma manera y con las mismas proporciones.que al final del proceso, no se puede distinguir un animal regenerado de uno que nunca ha sido cortado "
Los investigadores también analizaron los patrones de expresión génica de las lombrices de bellota al volver a cultivar partes del cuerpo, lo cual es un primer paso importante para comprender los mecanismos que impulsan la regeneración. Sospechan que un gen o conjunto de genes de "control maestro" es responsable de activar unpatrón de actividad genética que promueve el rebrote, porque una vez que comienza la regeneración, se desarrolla el mismo patrón en cada gusano: es como si las células estuvieran leyendo de manera independiente señales de tráfico que les indican qué tan lejos debe estar la boca de las hendiduras branquiales y en qué proporciónotras partes del cuerpo y el tamaño original del gusano.
Cuando se conocen estos patrones de genes, eventualmente se podría recolectar tejido de una persona con una amputación y activar los genes en esas células para descender por una vía de regeneración. Luego, se podría colocar un injerto de tejido en el extremo de una extremidad cortada ySwalla explicó que el brazo o la pierna podrían volver a crecer al tamaño correcto.
"Realmente creo que nosotros, como humanos, tenemos el potencial de regenerarnos, pero algo no permite que eso suceda", dijo Swalla. "Creo que los humanos tenemos estos mismos genes, y si podemos descubrir cómo activar estos genes"., podemos regenerar "
La regeneración es común en muchos linajes de animales, aunque entre los vertebrados que incluye a los humanos es más robusta en anfibios y peces. Los humanos pueden regenerar partes de órganos y células de la piel hasta cierto punto, pero hemos perdido la capacidad de regenerarnos por completopartes del cuerpo.
Los científicos sospechan varias razones para esto: nuestro sistema inmunológico, en un frenesí para detener el sangrado o prevenir la infección, podría inhibir la regeneración creando tejido cicatricial impenetrable sobre las heridas, o tal vez nuestro tamaño relativamente grande en comparación con otros animales también podría hacer la regeneraciónuso intensivo de energía: reemplazar una extremidad podría no ser rentable, desde una perspectiva energética, si podemos adaptarnos al uso de nueve dedos en lugar de 10 o un brazo en lugar de dos.
Los investigadores ahora están tratando de descifrar qué tipo de células están usando los gusanos para regenerarse. Pueden estar usando células madre para promover el nuevo crecimiento, o podrían estar reasignando células para asumir la tarea de regenerar el tejido. También esperan activargenes para estimular la regeneración completa en animales que actualmente no pueden regenerar todos los tejidos, como el pez cebra.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington . Original escrito por Michelle Ma. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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