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21 febrero 2023

Los animales campeones de la regeneración

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Los humanos sabemos que, si perdemos una parte del cuerpo, generalmente la hemos perdido para siempre; es una de las muchas cosas que nos diferencian de las plantas. Pero desde muy antiguo hemos sabido que ciertos animales tienen asombrosos poderes de regeneración. La cola de las lagartijas es quizá el caso más popular; como es habitual en las ciencias naturales, fue Aristóteles quien lo describió por primera vez hace más de 2.000 años. Las estrellas de mar son otro ejemplo bien conocido, con su capacidad de regenerar brazos perdidos e incluso el cuerpo entero a partir de uno de ellos. Hoy la ciencia analiza los secretos de estos mecanismos para aumentar nuestra capacidad regenerativa. Repasamos aquí algunos animales que nos sorprenden con su habilidad para recrear o reparar partes del cuerpo.

Hidra

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La hidra tiene una longevidad ilimitada porque no sufre senescencia; sus células no envejecen, y sus células madre pueden dividirse indefinidamente. Crédito: Science Photo Library / Getty Images

Aunque otros casos eran conocidos desde antes, fue el ginebrino Abraham Trembley quien en 1744 publicó los primeros experimentos sobre la regeneración de la hidra (género Hydra), un pólipo de agua dulce de pocos milímetros cuyo nombre proviene del monstruo mitológico que regeneraba sus cabezas. Trembley observó que si la cortaba por la mitad, el pie regeneraba una cabeza y viceversa, algo que solo se creía posible en las plantas. Hoy se sabe que la hidra tiene una longevidad ilimitada porque no sufre senescencia; sus células no envejecen, y sus células madre pueden dividirse indefinidamente, aunque la regeneración se debe sobre todo a la reorganización del tejido ya existente. Algunos científicos la consideran biológicamente inmortal, una capacidad en la que parecen implicados ciertos reguladores de los genes.

Planaria

La planaria, un tipo de pequeño gusano plano depredador, se regenera sobre todo gracias a su arsenal de células madre. Crédito: Getty Images
La planaria, un tipo de pequeño gusano plano depredador, se regenera sobre todo gracias a su arsenal de células madre. Crédito: Getty Images

La planaria, un tipo de pequeño gusano plano depredador del que existen multitud de especies distribuidas por todo el mundo, es un animalito con extraordinaria capacidad de regeneración de cualquier parte del cuerpo, incluyendo la cabeza y el cerebro. Pueden regenerarse perdiendo hasta el 90% de su cuerpo. En los textos orientales este poder aparece descrito ya en el siglo IX, pero en Occidente los primeros estudios fueron los del prusiano Peter Simon Pallas en el siglo XVIII. A diferencia de la hidra, la planaria se regenera sobre todo gracias a su arsenal de células madre; el hecho de que también sea un animal más próximo a nosotros en la evolución —la hidra tiene simetría radial, pero la planaria es bilateral, como nosotros— la ha convertido en un modelo de estudio de la regeneración por células madre.

Ascidias

Las ascidias son capaces de regenerar todo su cuerpo incluso a partir de un diminuto pedazo de vaso sanguíneo. Crédito: Reinhard Dirscherl/ullstein bild
Las ascidias son capaces de regenerar todo su cuerpo incluso a partir de un diminuto pedazo de vaso sanguíneo. Crédito: Reinhard Dirscherl/ullstein bild

Las ascidias, a veces llamadas jeringas de mar por su costumbre de expulsar agua cuando se las molesta, son organismos con forma de tubo que crecen en el fondo marino. Son capaces de regenerar todo su cuerpo incluso a partir de un diminuto pedazo de vaso sanguíneo, gracias a las abundantes y potentes células madre que circulan por su sangre. Los científicos han descubierto que la regeneración produce inicialmente estructuras anómalas que a lo largo de varias generaciones se van corrigiendo hasta obtenerse un organismo normal, como el artista que va perfeccionando su obra. El hecho de que las ascidias, como nosotros, sean cordados —organismos que poseen un cordón nervioso similar a nuestra médula espinal— las convierte en un modelo para el estudio de la autorregeneración de órganos dañados. 

Ajolote

El ajolote es el vertebrado con mayor capacidad de regeneración. Crédito: Getty Images/iStockphot
El ajolote es el vertebrado con mayor capacidad de regeneración. Crédito: Getty Images/iStockphot

El ajolote (Ambystoma mexicanum) es una salamandra acuática mexicana que en la naturaleza está próxima a su extinción, pero que en muchos laboratorios equivale al ratón de la medicina regenerativa, ya que es el vertebrado con mayor capacidad de regeneración. Este anfibio no pasa por una metamorfosis de larva a adulto, sino que retiene la forma juvenil y la vida acuática, con branquias externas. Puede regenerar no solo las patas, sino también las branquias y tejidos del ojo, el corazón, el sistema nervioso y otros. Su secreto estriba en que cuando pierde una pata la herida no forma una cicatriz, sino un blastema, una masa de células adultas que regresan a un estado menos diferenciado para crear tejido nuevo. Otras salamandras, lagartos y las estrellas de mar y otros equinodermos utilizan un mecanismo similar.

Pez cebra

Los peces cebras tienen capacidad para recrecer aletas amputadas, pero también reparan el tejido nervioso, la retina o el corazón. Crédito: Andrew Ilyasov/Getty Images
Los peces cebras tienen capacidad para recrecer aletas amputadas, pero también reparan el tejido nervioso, la retina o el corazón. Crédito: Andrew Ilyasov/Getty Images

Aunque el ajolote suele considerarse el campeón de la regeneración en vertebrados, algunos peces tienen poco que envidiarle. El más utilizado en los laboratorios es el pez cebra (Danio rerio), originario de los lagos del sur de Asia y muy popular como especie de acuario. Su facilidad de cría ha impulsado su uso como modelo en múltiples campos de investigación, incluyendo la medicina regenerativa: son capaces de recrecer aletas amputadas, pero también reparan el tejido nervioso, la retina o el corazón. Esto último ha motivado investigaciones sobre la regeneración cardíaca después de un infarto, cuyos mecanismos moleculares se están conociendo con mayor detalle gracias al pez cebra. Este animal también se emplea para estudiar la posibilidad de reparar los defectos en enfermedades como la distrofia muscular.

Lagartos

El caso de los lagartos tiene especial interés para la medicina regenerativa, ya que estos animales son más cercanos a nosotros que los peces o los anfibios. Crédito
El caso de los lagartos tiene especial interés para la medicina regenerativa, ya que estos animales son más cercanos a nosotros que los peces o los anfibios. Crédito: Michal Fuglevic / Alamy

Algunos lagartos pueden desprenderse de la cola (autotomía) como una ventaja para distraer y escapar de los depredadores, ya que el apéndice continúa moviéndose una vez roto. Sin embargo, esta regeneración no es completa, ya que la nueva cola que les crece no es idéntica a la que han perdido: el eje de la original está formado por vértebras caudales, mientras que en la nueva solo se desarrolla un tubo cartilaginoso continuo. Un estudio de 2014 descubrió que al menos 326 genes están implicados en la regeneración de la cola. El caso de los lagartos tiene especial interés para la medicina regenerativa, ya que estos animales son más cercanos a nosotros que los peces o los anfibios. En 2021 un experimento con células madre logró que los lagartos regeneraran colas perfectas, similares a la original.

Arañas

lgunos investigadores estudian la regeneración de las patas en las arañas para mejorar el diseño de los robots. Crédito: Alongkot Sumritjearapol/Getty Images.
lgunos investigadores estudian la regeneración de las patas en las arañas para mejorar el diseño de los robots. Crédito: Alongkot Sumritjearapol/Getty Images

Muchas arañas presentan autotomía en las patas, es decir, son capaces de perderlas y regenerarlas después. Las patas nuevas aparecen en la siguiente muda y, aunque inicialmente están poco desarrolladas, crecen y se fortalecen en mudas sucesivas. Los arácnidos utilizan este mecanismo en ocasiones para desprenderse de una pata que ha recibido una picadura de un insecto, como una abeja o una avispa, antes de que el veneno se extienda al resto del cuerpo. Ciertos experimentos mostraron que solo hacen esto cuando la sustancia inyectada es veneno real, y no cuando es solución salina, y que únicamente ocurre cuando están presentes determinados compuestos del veneno que causan dolor. Algunos investigadores estudian la regeneración de las patas en las arañas para mejorar el diseño de los robots.

Ratones espinosos

Los investigadores sospechan que los ratones espinosos han conseguido activar de nuevo los genes que impulsan este proceso de autotomía. Crédito: Getty Images/Istockphoto
Los investigadores sospechan que los ratones espinosos han conseguido activar de nuevo los genes que impulsan este proceso de autotomía. Crédito: Getty Images/Istockphoto

Los llamados ratones espinosos, roedores africanos del género Acomys, son los únicos mamíferos conocidos con capacidad de autotomía, desprendiéndose de piel ante el ataque de un depredador que luego pueden regenerar sin cicatrices. Además de estos, otros roedores son capaces también de perder y regenerar la piel de la cola. Los investigadores sospechan que la evolución no ha dotado a estos animales con un mecanismo genético exclusivo de regeneración, sino que los ratones espinosos han conseguido activar de nuevo los genes que impulsan este proceso en las salamandras, y que normalmente en los mamíferos están silenciados. Dada la similitud genética entre todos los mamíferos, los científicos apuntan que tal vez sería posible lograr que estos genes funcionaran también en los humanos. 

Javier Yanes

@yanes68 

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