Ratones espinosos parecen regenerar riñones dañados
ARRIBA: Un ratón espinoso (Acomys cahirinus) ISTOCK.COM, TENRA
Un roedor peculiar llamado ratón espinoso parece ser capaz de regenerar tejido renal, según una investigación publicada hoy (3 de noviembre) en iScience. Después de dañar sus riñones para simular una enfermedad renal, los científicos descubrieron que los ratones espinosos no solo regeneraban la estructura y la función de las nefronas, los diminutos filtros que componen el riñón, sino que lo hacían sin las peligrosas cicatrices que normalmente se producen en los mamíferos.
Los ratones espinosos, una colección de varias especies del género Acomys, son famosos por sus duras capas de pelo que se asemejan a las púas de un erizo. Las criaturas ya eran importantes para los científicos que estudiaban la regeneración, ya que tienen un mecanismo de defensa inusual en el que mudan su piel para escapar de los depredadores. Un estudio de 2012 en Nature reveló que los ratones espinosos regeneran todo el tejido que abandonan, incluida la vasculatura y los folículos pilosos, sin dejar cicatrices, un proceso que investigaciones posteriores encontraron que puede deberse a una respuesta inmunitaria inflamatoria reducida a lesiones En el nuevo estudio, los investigadores se propusieron determinar si los ratones podían hacer el mismo truco regenerativo con sus órganos internos.
El autor principal del estudio e investigador de medicina regenerativa, Mark Majesky, y su equipo de la Universidad de Washington y Seattle. Childrens Research Institute comparó cómo los ratones espinosos y los ratones domésticos (Mus musculus) respondían a las lesiones renales. Para hacerlo, operaron a los ratones para obstruir el flujo de orina hacia el riñón y también dañaron directamente el tejido, luego observaron para ver si la estructura y la función del órgano volvían. El proceso parece desencadenar la curación regenerativa de heridas sin cicatrices en los ratones espinosos, dice Majesky a The Scientist en un correo electrónico.
Las mismas lesiones de las que los ratones espinosos aparentemente escaparon ilesos llevaron a cicatrización en los ratones domésticos. Al igual que en el daño a los órganos humanos, esa cicatrización puede acumularse con el tiempo y causar una falla orgánica fatal en el futuro, lo que sugiere que descubrir los secretos de la regeneración de los mamíferos algún día podría resultar invaluable para la medicina.
Usamos el término regeneración funcional porque espinoso los ratones sufren una lesión renal grave inicialmente, pero luego restauran completamente la función renal en dos semanas. Esto difiere de muchos tipos de respuestas de reparación, incluida la reparación fibrótica, que restauran la continuidad del tejido pero lo hacen con grados variables de pérdida de la función del órgano, escribe Majesky en su correo electrónico.
Parece que este nuevo artículo no muestran una verdadera restauración del tejido renal Acomys lesionado, lo que explicaría por el estado inmunodeficiente de esta especie inusual que permite el patrón de nuevas nefronas en lugar de cicatrices, Anthony Mescher, profesor emérito de anatomía y biología celular en Indiana Facultad de Medicina de la Universidad que no trabajó en el nuevo estudio, envía un correo electrónico a The Scientist. El descubrimiento, agrega, es bastante notable.
Los ratones espinosos no son los únicos mamíferos con capacidades regenerativas, explica Rachel Sarig, bióloga de células moleculares y experta en regeneración del Instituto de Ciencias Weizmann en Israel, que no trabajó en el papel. A ellos se unen animales como los ciervos, a los que les pueden crecer nuevas astas, y los ratones MRL, a los que les puede volver a crecer la piel, el pelo, las orejas e incluso algunos órganos, todo sin dejar cicatrices. Incluso los ratones recién nacidos pueden regenerar tejido cardíaco, pero pierden la capacidad durante la primera semana de vida.
Vea un estudio que explica cómo los ratones recién nacidos pueden regenerar corazones dañados
Aún así, la regeneración no suele ser el fuerte de los mamíferos. , y los ejemplos del fenómeno en estos animales son tan raros que inevitablemente se encuentran con entusiasmo. La regeneración es mucho más común entre animales como el pez cebra, que puede regenerar partes de su corazón incluso después de que se haya extraído el 20 por ciento, y las salamandras, que son famosas por regenerar extremidades enteras. Pero los peces, los reptiles y los anfibios dependen de un proceso biológico diferente para regenerar las extremidades o los tejidos perdidos que los mamíferos, y se necesita más trabajo para descubrir los mecanismos exactos que intervienen en los ratones espinosos y a qué otros órganos o tejidos podrían aplicarse.
En nuestro laboratorio, definitivamente intentaremos ver qué más pueden regenerar estos ratones, tal vez sus corazones, dice Sarig. Tal vez podamos aprender de ellos lo que nos falta, es decir, por qué los humanos no tienen la misma capacidad regenerativa.
Varios investigadores le dicen a The Scientist que llegar al fondo de la regeneración de los mamíferos podría resultar invaluable para desarrollar nuevos tratamientos para el daño de órganos, ya sea que se deba a una lesión o enfermedad grave.
Sin embargo, Ashley Seifert, investigadora de regeneración animal de la Universidad de Kentucky, que no participó en el nuevo estudio pero fue una de las investigadores detrás del artículo sobre regeneración de la piel de 2012, dice que algunos aspectos clave del artículo le dieron que pensar, y que estará interesado en ver qué sucede cuando otros investigadores intenten replicar el estudio.
Un problema potencial, Seifert señala, es que es particularmente difícil realizar un procedimiento quirúrgico en dos especies animales diferentes y garantizar que la misma lesión produzca el mismo efecto inicial en ambas.
Una cosa que me preocupó de este artículo en particular. . . es que casi parece que nunca causaron ningún daño a los ratones espinosos, le dice Seifert a The Scientist. Seifert señala que los investigadores casi no encontraron acumulación de colágeno en los ratones espinosos después de la lesión. Los autores señalaron esa falta de colágeno como una señal de que los ratones se estaban curando sin formar cicatrices, pero el colágeno es una parte esperada de la curación y recuperación que incluso otros animales en regeneración experimentan, explica Seifert .
Seifert agrega que la metodología de los artículos carece de detalles que serían útiles para evaluar y replicar el trabajo. Por ejemplo, los autores del estudio dicen que experimentaron con ratones espinosos y domésticos adultos, pero debido a que las especies tienen vidas significativamente diferentes, un ratón espinoso y doméstico de la misma edad puede estar en diferentes etapas de la vida. Tal vez los autores controlaron esa discrepancia y Seifert agrega que cree que los métodos de los autores eran sólidos, pero sin una aclaración en el artículo, es imposible saber si hubo problemas o errores.
Al final del día, la ciencia necesita reproducirse para que valga la pena, dice Seifert.
Del mismo modo, Sarig agrega que espera que los investigadores lleven a cabo un análisis más preciso de los mecanismos genéticos y epigenéticos responsables de la aparente regeneración para pintar una imagen más clara de lo que está sucediendo a nivel molecular.
Si bien queda mucha investigación por hacer antes de que el hallazgo pueda traducirse en algo de relevancia clínica para los humanos, Sarig dice que los artículos de este tipo le dan esperanza para un futuro en el que la regeneración la medicina puede tratar enfermedades o tal vez prevenir la insuficiencia orgánica en las personas.
Hace una década, cuando [los científicos] comenzaron a estudiar la regeneración del corazón, era como ciencia ficción; parecía imposible, dice Sarig. Ahora sabemos que es posible. Durante esos diez años, encontramos varios factores, varias estrategias, que podemos usar para inducir la reparación del corazón de los mamíferos adultos. Entonces sabemos que es posible, solo necesitamos encontrar los factores correctos, la señal correcta.
Seifert agrega que incluso si los futuros investigadores y médicos nunca descubren la verdadera regeneración del tejido humano, tomando lecciones del ratón espinoso u otros animales con increíbles habilidades de curación aún podrían resultar valiosos para situaciones de medicina de emergencia. Encontrar nuevas formas de inducir la curación, ya sea que implique o no la regeneración del tejido sin cicatrices, podría conducir a terapias que mantengan con vida a los pacientes hospitalizados con insuficiencia cardíaca, explica.
Sabemos que más de 600 000 estadounidenses tienen insuficiencia renal. y más de 450.000 pacientes, incluidos niños, se encuentran actualmente en diálisis, escribe Majesky. La mayoría de esos pacientes tienen fibrosis renal progresiva que conduce a insuficiencia renal. Realizamos nuestra investigación con esas personas en mente.