El quid de la regeneración

El Santo Grial de la medicina regenerativa es, justamente, la regeneración: lograr un modo de imitar lo que hacen las lagartijas con su cola. Que vuelva a crecer la cola implica el equivalente biológico de invertir la flecha del tiempo para recapitular el desarrollo del embrión. Los científicos han descubierto ahora un esencial mecanismo genético que está detrás de ello. El trabajo de Scott Stewart y Juan Carlos Izpisúa, del Instituto Salk de California, se presenta en PNAS.

Es difícil imaginar mejor medicina regenerativa que la practicada por lagartijas, salamandras, otros anfibios y algunos peces, que son capaces de recomponer sus extremidades amputadas. Algunas salamandras como el ajolote mexicano también pueden recuperar trozos de órganos, incluido el corazón. La regeneración fue objeto de gran interés científico en el pasado. Se abandonó hace 30 años por inmanejable, pero los progresos de la genómica y la biología del desarrollo permiten replantear la cuestión.

El pez cebra rehace su cola reactivando lo que la hizo crecer originalmente

El hombre 'olvidó' cómo usar los genes que sirven para recuperar órganos

La capacidad de regeneración no se debe a que el pez cebra, en este caso, haya inventado un nuevo programa genético para hacer colas. Lo que hace el pez es invertir la flecha del tiempo y reactivar el mismo programa que ya hizo la cola durante el desarrollo del embrión. Los científicos del Salk han comprobado este principio para todos los genes clave que rigen el desarrollo embrionario de la cola. Todos se reactivan con la misma pauta durante la regeneración.

Las personas, por tanto, tenemos los genes necesarios para regenerar un miembro o un órgano -los que hicieron el miembro o el órgano en primer lugar-, y nuestro problema es que, a diferencia del pez cebra, no podemos reactivarlos. En algún momento de la evolución de los vertebrados, los mamíferos olvidaron cómo invertir la flecha biológica del tiempo.

La cuestión tiene una relación directa con dos frentes de investigación recientes. Primero, las nuevas células madre (iPS), que son tan versátiles como las embrionarias, pero se obtienen retrasando el reloj de simples células de la piel o el pelo. Y, segundo, la posibilidad de que el cáncer se deba también a una desdiferenciación de células diferenciadas, por la que éstas recuperarían su condición de células madre.

¿Qué es esa flecha del tiempo? No está claro, pero Izpisúa y su equipo sospecharon que tendría mucho que ver con los mecanismos celulares de la memoria, y han dado en el clavo.

Durante el desarrollo embrionario, las células son asignadas a un destino según su posición, pero luego deben recordarlo mientras se mueven y proliferan. Esa memoria es de naturaleza epigenética (encima de los genes). No está contenida en la secuencia de letras del ADN (agcctaag...), sino en otras cosas que se le pegan encima. Las esenciales son unas proteínas llamadas histonas y algunos de los radicales más simples de la química orgánica, como el metilo (-CH3), que puede modificar a las propias histonas.

Una célula madre del embrión tiene una configuración genética muy abierta; según se va especializando, muchos de sus genes se van cerrando por la metilación de sus histonas. Pero los genes reactivables por una amputación -los mismos que hicieron la cola cuando el pez era un embrión- se cierran en falso en las células próximas a la cola. Su combinación de modificaciones en las histonas no significa off, sino stand by.

Los autores creen probable que este mecanismo, después de todo, sí funcione normalmente en las personas, aunque a muy bajo gas, y que sea el responsable de la renovación constante y paulatina -homeostasis- de la piel y los endotelios que recubren el tubo digestivo, y tal vez de otros órganos. De ser así, tal vez haya un modo de estimular estos procesos.