Regeneración de órganos

Felipe Ortega es del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular IV de la Facultad de Veterinaria en Universidad Complutense de Madrid. Decidimos hacerle una serie de preguntas sobre la regeneración de órganos y el envejecimiento y este es el resultado:

Existen diversos tratamientos en España para la regeneración de órganos. Uno de los ejemplos más significativos es en el Hospital Puerta del Hierro de Madrid, donde tratan a pacientes que han quedado paralíticos (fundamentalmente las lesiones medulares).   A estos pacientes, les inyectan células madre y son capaces de recuperar la sensibilidad que tenían antes y también han conseguido que algunos de los pacientes recuperen movimiento así como funciones del sistema digestivo.   El doctor que ha desarrollado este programa es el Doctor Jesús Vaquero Crespo y empezó en 2013. En 2016 se presentó y tuvo una gran acogida debido a las mejoras en el movimiento y sensibilidad de algunos pacientes. Son un total de doce personas quienes han notado esta mejoría incluyendo también el dolor neuropático.

Durante el siglo XXI, se ha avanzado muchísimo en la medicina regenerativa y algunos de estos ejemplos son con el estudio de organoides. En este estudio, se modelan órganos humanos para un tratamiento y también, para comprobar fármacos.   Uno de los principales pioneros de la medicina regenerativa es Shinya Yamanaka al que le dieron el Premio Nobel en 2012 por poder reprogramar células somáticas a células pluripotentes (pueden dar lugar a cualquier parte del cuerpo humano pero no pueden generar placenta). Según se ha ido investigando, Yamanaka ha sido capaz de reconducir dichas células a células de distintos tipos que pueden dar lugar a órganos.   Esto, es realmente prometedor, ya que si le sacas a una persona una célula de la piel y eres capaz de convertirla en cualquier otra célula puedes regenerar cualquier órgano de su cuerpo. Esto fue lo que consiguió Yamanaka:

El envejecimiento es una de las claves por la cuál la regeneración en humanos no es posible. Cuando las células en animales o en humanos envejecen, estas (principalmente las células madre), dejan de responder porque se pierden factores que la célula necesita. Por ejemplo, cuando envejecemos, hay algunas áreas del cerebro que se pierden, hay un decaimiento de la actividad neuronal. Hay dos teorías que explican esta respuesta de las células tras envejecer: la primera es que las células se adormecen y simplemente dejan de usarse; y la segunda es que estas células se destruyen. Lo que algunos grupos científicos están intentando hacer es, en la primera teoría, reactivar dichas células y en la segunda, están intentando averiguar cómo tratarlas para que no se pierdan.   En conclusión, las células forman los tejidos y estas células, tras envejecer pierden su capacidad funcional. De esta manera, los órganos cambian a medida que dichas células envejecen por las alteraciones

El proceso de la regeneración incluye mucha variedad de genes pero los principales en cuanto a las células madre son los siguientes: Oct4, Sox2, c-Myc y Klf4 (con los que Yamaka, ganador del premio nobel de 2012, consiguió reprogramar una célula somática). Estos, son genes que se encargan de mantener la célula en un estado de célula madre. Por otra parte, hay un gen distinto para cada tipo de tejido ya que la célula madre es muy plástica y puede dar lugar a cualquier tipo de célula porque toda su capacidad genética (genoma) está disponible.   De todo esto, hay miles de genes porque cada linaje de células da lugar a una secuencia de genes específicos que están en cada tejido diferente.  

Un aspecto común de todos los animales capaces de regenerar alguna parte de su cuerpo es que para regenerar hacen falta células nuevas. Hay 3 orígenes principales de las células regenerativas: a partir de células madre, de desdiferenciación celular y, finalmente, de transdiferenciación .   Las células madre son células indiferenciadas que tienen una capacidad casi ilimitada de dividirse . Diferentes tipos de células madre varían dependiendo de su potencialidad, es decir, de cuántos tipos celulares diferentes pueden dar: células madre unipotentes , multipotentes y pluripotentes o totipotentes. Un ejemplo de animales donde encontramos células madre pluripotentes son las hidras, y las planarias de agua dulce.   La desdiferenciación se entiende por el proceso celular según el cual células diferenciadas maduras pierden algunas de sus características volviendo a un estado más inmaduro recuperando   propiedades típicas de células progenitoras, como es la c

Estos son algunos de los casos reales o experimentos que tratan de avanzar en la medicina regenerativa para que algún día seamos capaces de regenerar nuestros órganos vitales como el corazón: 1- ReGenesis desarrolla un compuesto basado en matrices extracelulares que puede usarse en impresoras 3D para crear nanofibras capaces de replicar vasos sanguíneos o en polvo para, como ya ha logrado, regenerar un dedo amputado.   2- El ajolote es un tipo de salamandra endémico de México que cuenta con la increíble capacidad de regenerar sus patas, cola e incluso partes de su médula espinal. Los científicos descubrieron que comparte este mismo mecanismo genético con otras dos criaturas: el pez cebra y un pez africano llamado bichir. El hecho de que hayamos identificado en tres especies diferentes un patrón genético común para la regeneración de miembros indica que la naturaleza ha creado un 'manual de instrucciones genéticas' comunes que rigen la regeneración, que

Ya conocemos a animales que tienen un gran poder de regeneración, suficiente para regenerar nuevas partes de su cuerpo cuando son amputadas. Aunque nosotros los humanos seamos capaces de regenerar nuestra piel y nuestro hígado, nuestra capacidad de regeneración no va más allá. Por ello, los humanos debemos recurrir a otras estrategias, como la medicina regenerativa. Las células madre cumplen una importante función en ese empeño, ya que pueden dar lugar a nuevos tejidos. Los científicos están aprendiendo a mezclar una serie de moléculas de glúcidos, proteínas y fibras para crear un entorno en el que las células madre puedan desarrollarse y formar el tejido de reemplazo. Gracias a esto, se han realizado grandes progresos en la sustitución de tejido cardíaco dañado y en la reconstrucción de músculo, y también se han dado los primeros pasos en la creación de células nerviosas. Algunos de estos avances podrían salir del laboratorio y convertirse en tratamientos en pocos

La piel es el órgano más grande del cuerpo y tiene la capacidad de regenerarse constantemente. Como ejemplo ponemos cuando nos hacemos una herida, la herida cicatriza y entonces la piel dañada se regenera.   La piel está formada por dos capas principales: la dermis, que es la capa profunda,   y la epidermis, que es la capa superficial. La epidermis es responsable de la regeneración de la piel. Las células de la piel nacen constantemente y ascienden hacia las capas epidérmicas de la piel. La piel joven regenera su superficie cada dos o tres semanas. A medida que se envejece, la tasa de renovación celular comienza a disminuir, pero nunca llega a detenerse del todo. La exposición a la luz del sol es motivo para el deterioro de la piel. Cuando la piel se expone al sol la producción de colágeno disminuye, que es la sustancia que proporciona elasticidad a la piel. Por esto, las células de la piel tienden a desorganizarse y a producir malformaciones. Siempre es mejor evita

El hígado posee la capacidad de regenerarse por sí solo. Este órgano es capaz de regenerarse a partir de una porción de un hígado anterior. Resulta una gran ventaja en el caso de enfermedad del mismo, ya que si se extirpa la parte infectada, se espera que vuelva a crecer un hígado. El problema es que habitualmente las enfermedades acaban afectando a todo el órgano y su función, dañándola definitivamente. En la cirrosis, por ejemplo, la muerte celular se produce como consecuencia del daño continuado producido por la causa de la enfermedad. Las células muertas son sustituidas por otras nuevas, hecho denominado regeneración.  La fibrosis es la consecuencia del proceso de cicatrización, de manera que con el paso de los años, el hígado se convierte en un órgano con gran cantidad de tejido cicatricial que altera por completo su estructura. La capacidad de regeneración del hígado no es infinita, llega un momento en que empieza a disminuir la cantidad total de células h

Los lagartos son un suborden de reptiles que incluyen organismos como iguanas, camaleones, lagartijas, etc. Normalmente, tienen cuatro patas, oído con apertura externa y párpados móviles. Este suborden incluye animales con características muy singulares como perder la cola (ya que pueden regenerarse) para escapar de un depredador o que algunos de ellos utilicen su lengua para oler. Estos, incluyen animales con la capacidad de regenerarse, y lo que más usan es el desprendimiento de su cola para distraer al depredador; tras la amputación, se da   inicio a la regeneración. El mecanismo de regeneración es epifórmico ya que utilizan la formación de blastemas. Además, los dos mecanismos que contribuyen a la pérdida de la cola de los lagartos se pueden dividir en: autonomía intravertebral y autonomía intervertebral. Algunas especies de lagartos solo pueden desprenderse de su cola cuando son jóvenes debido a sus células madre. Sin embargo, hay otros que pueden

Las planarias son un género de tricládidos planáridos (gusanos planos) que pertenecen a la familia “Planariidae”. Estas, suelen vivir tanto en agua dulce como en agua salada y miden entre dos y tres centímetros.   La regeneración de estos organismos es, al igual que las estrellas de mar, epimórfica (recuperación del organismo mediante un blastema). Estas, no son solo capaces de regenerar una extremidad   sino que también pueden, a partir de una planaria, crear otra que dan lugar a la formación de un blastema en cada una de las dos formadas.   El proceso de formación del tejido u órgano es el siguiente: mediante contracciones musculosas, la planaria minimiza el área con herida o perdida. Más tarde, esta herida se recubre y pasada media hora aproximadamente, el blastema   (masa de células desdiferenciadas) surge que es cuando empieza el proceso de reconstrucción del órgano.  

Las hidras son un género de hidrozoos hidroides que viven en aguas dulces y pertenecen a la familia “Hydridae”. Estas, tienen una reproducción asexual, es decir, una reproducción sin la fusión de células sexuales. Miden entre dos y tres centímetros de largo y tienen la forma de un árbol en miniatura.   Se dice que este género es “inmortal” y que es una fuente de juventud continua ya que pueden ser trituradas en mil pedazos y dar lugar a muchas hidras sanas. Su mecanismo de regeneración es mediante una red de proteínas, su citoesqueleto, que alinean sus células. Las hidras, tras haber sido trituradas, consiguen que su   patrón de su citoesqueleto sobreviva para formar parte de esa nueva hidra. Después de esto, el citoesqueleto alinea las células de nuevo y mediante una memoria estructural, recuerdan dónde colocarse.   Las células de estos animales se regeneran continuamente y tienen una actividad celular pluripotencial lo cual quiere decir que sus células madre son

Los Ambystoma mexicanum también conocidos como ajolotes son unos organismos anfibios de la familia “Ambystomatidae”. Es un vertebrado que, al contrario que la mayoría de anfibios, no pasa por un proceso de metamorfosis y mantiene su apariencia de larva durante prácticamente toda su vida. Este, está en peligro de extinción ya que las aguas de su hábitat están mayormente contaminadas. Mide normalmente entre 20 y 30 centímetros.   Los ajolotes, como la estrella de mar, son capaces de regenerar una extremidad o su cola pero, al contrario de ellas, son capaces también de regenerar sus órganos vitales como el corazón y el cerebro. La principal diferencia con los seres humanos es que su genoma (su conjunto de genes) es muy grande, diez veces más que el del ser humano.   Estos organismos, pueden regenerar sus músculos, huesos y nervios incluyendo la médula espinal y parte de su retina. Además, cuentan con más de 23000 genes codificantes, es decir, genes que fabrican p

Las estrellas de mar también conocidas como Asteroideos, son organismos   equinodermos eucariotas con, normalmente, cinco extremidades y en forma de estrella tal y como indica su nombre. Incluyen todos los miembros invertebrados de la clase “Asteroidea”. Estas, se pueden encontrar desde la zona intermareal hasta profundidades de 6000 metros bajo el mar.   Una de las características más significativas de las estrellas de mar es su regeneración. Son capaces de regenerar un brazo y también todo su cuerpo a partir de un brazo y de su disco central. También tienen sistema nervioso, el cual les ayuda a regenerar sus extremidades siempre y cuando este sistema esté dentro de la extremidad que les queda.   Las estrellas de mar utilizan un tipo de regeneración epimórfica por la cual recuperan su miembro perdido a partir de un blastema. Por otra parte, las extremidades no son desechadas ya que pueden dar lugar a una nueva estrella de mar. Su capacidad regenerativa puede clas

Solo algunos animales tienen la capacidad de regenerarse, estos, son capaces de regenerar algunas células o tejidos después de haberlos perdido. Algunos de ellos son las estrellas de mar, los ajolotes, las hidras, las planarias y los lagartos; y aunque hay algunos de ellos que solo pueden regenerar una parte de su cuerpo, esto, marca la diferencia entre vivir o morir.   La reparación de estos tejidos o células es posible gracias al proceso natural de la apoptosis en el que cuándo las células mueren, otras las reemplazan. Este fenómeno ocurre normalmente en los animales que tienen una regeneración parcial, es decir, que solo una parte del miembro de su cuerpo se regenera.   Por otra parte, los animales que tienen una regeneración prácticamente completa de su miembro, llevan a cabo un proceso más complejo. En este proceso, un conjunto de células embrionarias denominadas blastemas ayudan a que el órgano o tejido se regenere; por lo tanto, la regeneración en animales

La regeneración de órganos se da lugar en muchas especies diferentes ya sean humanos, animales, etc. Sin embargo, es más común en los animales de los que hablaremos después.   Ya que ocurre en muchas especies este es un breve resumen de las que tienen más capacidad regenerativa o son más interesantes a nuestro parecer (de estas las hablaremos posteriormente en más profundidad):   La planaria es uno de los animales con mayor capacidad regenerativa conocida, y el miembro más primitivo de los gusanos planos. Cuando la planaria es cortada horizontalmente en varios fragmentos, cada uno de ellos será capaz de regenerar un animal completo. Del fragmento se originaría la cabeza y la porción caudal. Se plantea que la planaria tiene una capacidad regenerativa bidireccional. La lagartija tiene u na característica regenerativa muy importante que es la autonomía que presentan en la cola, que pueden utilizar para escapar de los depredadores. Cuando un enemigo las ataca,

La regeneración se puede dividir en tres maneras o mecanismos para llevarse a cabo, todos diferentes: El primero es la regeneración epimórfica. Esta, está caracterizada por la diferenciación de una masa de células llamada blastema y la generación de   nuevos tejidos o partes del cuerpo.   Este tipo de regeneración es típico de la regeneración de extremidades. Cuando se refieren a la regeneración de la aleta de los peces teleósteos o de la extremidad de los urodelos, se habla de epimorfosis. El segundo es la morfalaxis, que involucra la transformación de partes del cuerpo o tejidos en nuevas estructuras. La reorganización del patrón está acompañada de un crecimiento nuevo limitado. Cuando se refieren a la regeneración de la hidra se está en presenciando un proceso de morfalaxis. Para diferenciar la epimórfica de la morfalaxis solo hay que fijarse en la presencia del blastema. El tercero y último es la regeneración compensatoria. Puede ser contemplada como u

La regeneración de órganos es el proceso y resultado de recuperar la forma o estado de los órganos a través de procesos que escasos seres vivos pueden llevar a cabo.   Algunos animales como la estrella de mar o la planaria tienen una capacidad asombrosa de regeneración siendo capaces de regenerar, en el caso de la estrella de mar, un quinto de su cuerpo y en el caso de la planaria, todo su cuerpo partiendo de una mínima porción de su cuerpo anterior.   Hay también animales como las lagartijas, los ajolotes y las hidras, que poseen ese poder de regeneración. Nosotros los humanos, por increíble que parezca, también tenemos esa habilidad. Somos capaces de regenerar órganos como todos los animales mencionados anteriormente, y no cualquier órgano, podemos regenerar la piel, que es el órgano más grande y pesado de nuestro cuerpo. Además, podemos regenerar el hígado al que podemos cortar una gran parte. De todos modos, no somos capaces de regenerar órganos vitales y se están