Ratón con cuernos | ciencia y vida

Cuando se trata de la regeneración de tejidos, los campeones indiscutibles son las hidras celenteradas y los platelmintos. Las hidras y las planarias pueden restaurar cualquier cosa, cualquier parte del cuerpo. Pero todavía están bastante lejos de nosotros en el sentido evolutivo. También hay ajolotes, tritones y lagartijas. Los ajolotes, las larvas de las salamandras ambystoma, pueden regenerar mucho: una pierna perdida, un ojo, un corazón. En los tritones, crece una pata mordida, en los lagartos, una cola. Cuando buscan una forma de despertar las capacidades regenerativas del cuerpo humano, suelen recurrir a lagartijas y tritones.

De hecho, también podemos regenerar mucho, por ejemplo, el hígado -en nuestro caso, puede crecer casi el 75% de su masa-. El páncreas, los riñones y los pulmones también se restauran en los humanos, aunque su capacidad de regeneración es muy inferior a la del hígado (es decir, la restauración del órgano, y no solo el reemplazo de células muertas por otras nuevas). Sin embargo, las extremidades perdidas no vuelven a crecer en los humanos. Nuestro cuerpo es muy malo para restaurar los huesos, razón por la cual los investigadores estudian con tanta diligencia a los tritones, ajolotes y lagartijas, que no solo aumentan la masa ósea, sino que la construyen en la forma correcta y con las articulaciones adecuadas. Aunque están evolutivamente lejos de nosotros, son anfibios y reptiles, y no mamíferos en absoluto.

Sin embargo, entre los animales hay ejemplos de la correcta acumulación de tejido óseo. Primero, ratones: si un ratón pierde una falange del dedo del pie, volverá a crecer. En segundo lugar, los ciervos: cambian sus cuernos cada año, mudan los viejos y les crecen otros nuevos. Los cuernos en crecimiento están cubiertos de piel y permeados de vasos sanguíneos y nervios, y aunque luego se osifican y mueren, inicialmente son una estructura compleja con células de diferentes tejidos.

Las patas, colas y cuernos en crecimiento comienzan a crecer a partir del blastema, una masa celular de células no especializadas de las que emergen los tejidos en regeneración. Los empleados de la Universidad Politécnica del Noroeste en Xi’an, la Universidad Agrícola de Jilin y otros centros de investigación en China describen en Ciencia atlas celular de astas de ciervo sika en crecimiento. Los investigadores analizaron la actividad genética en células individuales del blastema córneo en desarrollo durante veinte días. En total, había casi 75 mil celdas de este tipo (el año pasado explicamos en detalle cómo y por qué se compilan estos atlas “de una sola celda”).

Como resultado, entre las células madre de los cuernos, fue posible aislar dos grupos de células que, según el retrato molecular, se diferenciaban de las demás y de las que, de hecho, comenzaron nuevos cuernos. El número de células del primer grupo aumentó bruscamente diez días antes de que el ciervo mudara sus viejas astas, es decir, el aparato celular se estaba preparando con anticipación para el crecimiento de otras nuevas. Cinco días después de mudar sus cuernos, estas células crearon un nuevo grupo de células madre que diferían de sus predecesoras en la actividad genética. Después de otros cinco días, el segundo grupo de células madre comenzó a generar células de hueso y cartílago.

Los investigadores no solo estaban recopilando un atlas de células, sino que también estaban tratando de averiguar si las células madre de asta de ciervo podrían ser similares a las células madre de otros animales. En cierto modo, las células de venado eran genéticamente similares a las células de rana y ajolote, pero eran más similares a las células de ratón, que restauran las falanges de sus dedos. La similitud entre las células de ciervo y ratón resultó ser tan grande que cuando las células de ciervo del segundo grupo se trasplantaron en la frente de los ratones, a los ratones les creció un cuerno de estructura similar a la de un ciervo en cuarenta y cinco días. No hubo células madre de ratón involucradas en esto, el cuerno creció solo debido a las células de ciervo, es decir, debido al segundo grupo de células madre, que se forma a partir del primero y que directamente da lugar a huesos y cartílago (aunque las células de ciervo recibieron nutrientes , por supuesto, desde el ratón).

En: Qin, T. et al. Ciencia (2023)

El hecho de que las células de ciervo crecieran en ratones confirma la similitud molecular y celular de los procesos de regeneración en diferentes especies de mamíferos: las células madre, que aparecieron en una forma completamente diferente, sin embargo, pudieron hacer su trabajo habitual. Quizás las células madre de asta de venado ayuden a resolver el problema médico con la restauración de huesos y cartílagos. Es poco probable, por supuesto, que los pacientes sean trasplantados con jaulas de venado en lugar de dedos, manos o pies amputados. Sin embargo, nuestras propias células madre pueden modificarse a la manera de los ciervos para seguir dividiéndose, pasando por todas las transformaciones necesarias y creando huesos y cartílagos de la forma deseada.