Una revolucionaria investigación abre la puerta a la regeneración de las extremidades en humanos

Ken Muneoka, el profesor de la Facultad de Medicina Veterinaria y Ciencias Biomédicas de la Universidad de Texas, trabaja desde hace años con un solo objetivo: lograr conocer los mecanismos que pueden llevar a una posible regeneración de las extremidades en los humanos. En 2019 publicó un estudio revolucionario en la revista “Nature”, en el quedemostraba por primera vez que la regeneración conjunta en mamíferos era posible.

Ahora, El equipo de Muneoka vuelve a la primera plana de la actualidad científica para echar por tierra nos conocimientos establecidos hasta ahora y plantear una teoría que abre una nueva vía a la posibilidad de que los humanos puedan llegar a regenerar sus extremidades. En los seres humanos, la capacidad natural de regeneración se limita única y exclusivamente a tejidos como la epidermis, la capa más externa de la piel y algunos órganos, como el hígado.

Otras especies, como las salamandras, tienen la capacidad de regenerar estructuras complejas como huesos, articulaciones e incluso extremidades enteras. Por ello, los científicos han estado estudiando estas especies durante más de dos siglos años para tratar de comprender los mecanismos detrás de la regeneración de las extremidades con la esperanza de desentrañar algún día esos mecanismos para tratar de trasladarla a los humanos. Hasta ahora, la creencia más extendida y con mayor consenso es la de que la clave más importante para la regeneración de las extremidades es la presencia de nervios.

Si bien este enfoque es totalmente cierto en el caso de las salamandras y otras especies, Muneoka sostiene en dos investigaciones que no se puede trasladar a los mamíferos. La primera de ellas, publicada el año pasado en el “Journal of Bone and Mineral Research” , estableció que en el caso de los mamíferos es necesaria la carga mecánica. Es decir, la capacidad de aplicar fuerza en o con un área afectada. La segunda, publicada este año en “Developmental Biology”, complementa a la anterior y establece que la ausencia de nervios no inhibe la regeneración.

Estos dos trabajos suponen un giro de 180 grados a los planteamientos de los dos últimos siglos y abren una nueva y esperanzadora línea de investigación. “Lo que muestran estos dos estudios contrarresta el dogma de hace dos siglos de que se necesitan nervios para regenerarse. Lo que lo reemplaza en los mamíferos es que necesitas carga mecánica, no nervios”, explicó Muneoka.

Importancia de la carga mecánica

Los científicos han creído durante mucho tiempo que para que se pudiera inducir la regeneración en los mamíferos se debían dar dos requisitos. El primero son los factores de crecimiento, que son moléculas que pueden estimular a las células para que vuelvan a crecer y reconstruir partes del cuerpo. En la regeneración natural, estos factores de crecimiento, que varían de una especie a otra y según el área que se está regenerando, son producidos por el cuerpo. Para la regeneración inducida por el hombre, estos factores de crecimiento deben introducirse en el área.

El segundo factor que se creía necesario eran los nervios. Esta creencia fue incluida en muchos estudios previos de regeneración de mamíferos inducidos por humanos en áreas, generalmente puntas de los dedos, sin nervios, en las que las extremidades completas ya no eran utilizables. Esos estudios tuvieron el resultado previsto: cuando se introdujeron los factores de crecimiento, la regeneración no se produjo, por lo que se llegó a la conclusión de que, como en otras especies, los nervios eran necesarios para la regeneración.

Pero Muneoka y su equipo quisieron abordar el tema con otra perspectiva y para evitar contaminaciones decidieron distanciarse y comenzar de cero. Así, la primera pregunta a la que quisieron dar respuesta fue “¿Son sólo realmente los nervios los que intervienen o la falta de carga mecánica también forma parte de la ecuación?”

Connor Dolan, exestudiante graduado en el laboratorio de Muneoka y primer autor de ambos estudios, ideó una forma de probar el requisito de la denervación en mamíferos y se inspiró en los astronautas.

La técnica, llamada suspensión de patas traseras, ha sido utilizada por la NASA y otros científicos durante décadas para probar cómo reaccionan los mamíferos en entornos de gravedad cero. Se utiliza un proceso similar durante los procedimientos médicos en las patas de animales grandes para evitar que los animales pongan peso sobre las extremidades afectadas.

“Dolan descubrió que cuando las extremidades estaban suspendidas, aunque todavía tenían muchos nervios y podían moverse, en realidad no podían ejercer presión sobre sus extremidades para que las puntas de los dedos no se regeneraran”, dijo Muneoka. “Simplemente inhibió por completo la regeneración”. Sin embargo, en cuanto se recuperó la carga mecánica, la regeneración se reactivó.

Ese sencillo experimento sirvió para demostrar que, aunque los nervios son necesarios, la carga mecánica es imprescindible para el proceso de regeneración.

A raíz de este hallazgo, se puso en marcha una segunda investigación en la que Dolan demostró que los nervios no eran necesarios para la regeneración. Los ratones no tienen nervios en todos los dedos y Dolan descubrió que a pesar de ello, con la sola carga mecánica el dedo del roedor se regeneró, aunque de una forma más lenta.

Muneoka quiso matizar que sus estudios no tratan de demostrar que las investigaciones previas están equivocadas, sino que no son aplicables a los humanos. ““Ha habido estudios en salamandras que prueban que cuando quitas los nervios, no se regeneran. Las salamandras probablemente necesitan nervios para regenerarse, pero si vamos a regenerar extremidades en humanos, será mucho más parecido a lo que sucede en los ratones”.

Enfoque polémico

Desde que comenzó a estudiar la regeneración hace más de 20 años, algunos de los enfoques de Muneoka han supuesto un cambio radical de las teorías ampliamente aceptadas sobre la regeneración. Y esto ha supuesto el rechazo de muchos investigadores porque, según el investigador, “las carreras de muchas personas realmente dependen de sus estudios sobre los nervios y de cómo afectan la regeneración. Si un estudio dale y dice que en los humanos es poco probable que se necesiten los nervios para la regeneración, hace que todo el trabajo de investigación biomédica sobre las en las salamandras y algunos peces se vayan por la ventana”.

El nuevo enfoque no quiere decir que se descarte la importancia de los nervios sino todo lo contrario. De hecho, desde el punto académico, no tiene sentido regenerar una extremidad que no tenga nervios y, por ello, no se pueda ni sentir ni controlar. Lo que ocurre con el planteamiento de Muneoka es que en lugar de pensar en los nervios como un requisito para la regeneración, son sólo una parte necesaria.

Larry Suva, jefe del Departamento de Fisiología y Farmacología Veterinaria, explica que el problema es que hasta ahora nadie había pensado en la importancia de la carga en el proceso. “Piense en una lesión por explosión en la que un soldado se queda con un muñón”, dijo Suva. “Hasta que salió este artículo nadie había pensado en las influencias mecánicas. Ha hecho que la gente viera que un animal denervado no se regenera y que piense que es porque se cortó el nervio, pero a nadie se le ocurrió estudiar la mecánica, el aspecto de la carga”, añadió.

El final del camino hacia la regeneración humana completa aún está lejos, pero Suva considera que este cambio fundamental en el pensamiento es un gran paso adelante. “La regeneración de una extremidad humana aún puede ser ciencia ficción, pero conocemos algunos datos al respecto, y ahora sabemos que debe tener esa carga mecánica junto con los factores de crecimiento. Eso cambia la forma en que los futuros científicos e ingenieros resolverán este problema”, afirmó.

Finalmente, concluyó que “todavía hay una serie de problemas complejos por resolver antes de que sea posible regenerar miembros humanos completos, pero los hallazgos de Muneoka son un aporte importante para asegurarnos de que estamos trabajando en la buena dirección”.