Un lagarto regenera una cola perfecta después de 250 millones de años
En lugar de la cola original que incluye una columna vertebral y nervios, la estructura de reemplazo es un tubo de cartílago imperfecto.
Un tratamiento con células madre neurales ha permitido la regeneración de la cola en un lagarto exactamente con las mismas características de la original amputada.
Los lagartos son el pariente más cercano a los humanos que pueden regenerar un apéndice perdido. Pero en lugar de la cola original que incluye una columna vertebral y nervios, la estructura de reemplazo es un tubo de cartílago imperfecto. Publicada en 'Nature Communications', la investigación dirigida por la Universidad de Southern California (USC), ha perfeccionado esta ventaja evolutiva que se remonta a 250 millones de años.
"Este es uno de los únicos casos en los que la regeneración de un apéndice se ha mejorado significativamente a través de la terapia basada en células madre en cualquier reptil, ave o mamífero, e informa los esfuerzos para mejorar la cicatrización de heridas en humanos", dijo en un comunicado el autor correspondiente del estudio, Thomas Lozito, profesor asistente de cirugía ortopédica y biología de células madre y medicina regenerativa en la Escuela de Medicina Keck de la USC.
Estas colas de lagarto nuevas y mejoradas exhiben lo que se conoce como "patrón dorsoventral", lo que significa que tienen tejido esquelético y nervioso en el lado superior o dorsal y tejido cartilaginoso en el lado inferior o ventral.
"Los lagartos han existido por más de 250 millones de años, y en todo ese tiempo ningún lagarto ha vuelto a crecer una cola con patrón dorsoventral, hasta ahora", dijo Lozito. "Mi laboratorio ha creado las primeras colas de lagarto regeneradas con esqueletos estampados".
Para lograrlo, el equipo de científicos de las facultades de medicina de la USC y la Universidad de Pittsburgh analizó cómo se forman las colas de los lagartos durante la regeneración adulta, en comparación con el desarrollo embrionario. En ambos casos, las células madre neurales o NSC, las células madre que forman el sistema nervioso, juegan un papel central.
Estas células producen una señal molecular que bloquea la formación del esqueleto y los nervios y estimula el crecimiento del cartílago, "ventralizando" eficazmente ambos lados de la cola. Esto da como resultado el tubo de cartílago típico de las colas regeneradas.
Incluso en ausencia de esta señal ventralizante, las células madre son incapaces de generar tejido nervioso nuevo para el lado dorsal de la cola. Por el contrario, las células madre embrionarias producen esta señal "ventralizante" sólo en la región del cartílago que se convierte en el lado inferior o ventral de la cola. Mientras tanto, en ausencia de esta señal, el lado superior o dorsal desarrolla tejido esquelético y nervioso. Por lo tanto, la cola adquiere el intrincado patrón dorsoventral característico de los apéndices embrionarios originales.
Sin embargo, si las células madre embrionarias se implantan en los muñones de la cola de un adulto, responden a la señal ventralizante y no se convierten en estructuras dorsales.
Para superar estos obstáculos, el equipo de Lozito utilizó herramientas de edición de genes para hacer que las células madre embrionarias no respondieran a la señal ventralizante, e implantaron quirúrgicamente estas células en muñones de cola adultos, lo que condujo a la regeneración de colas perfectas.
"Este estudio nos ha proporcionado una práctica esencial sobre cómo mejorar el potencial regenerativo de un organismo", dijo Lozito. "Perfeccionar la cola de lagarto regenerada imperfecta nos proporciona un plan para mejorar la cicatrización en heridas que no se regeneran naturalmente, como extremidades humanas cortadas y médula espinal. De esta manera, esperamos que nuestra investigación sobre lagartos conduzca a avances médicos".
