Un cóctel de fármacos permite que unas ranas regeneren sus extremidades amputadas

Para millones de personas que han perdido sus piernas y brazos por diferentes razones, como la diabetes o traumatismos, la posibilidad de recuperar la función mediante la regeneración natural está aún fuera de su alcance. Esto sigue siendo cosa de salamandras, estrellas de mar, cangrejos o lagartos.

Ahora, científicos de la Universidad de Tufts (EE UU) y del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard se han acercado un poco más a este objetivo de la medicina regenerativa gracias a un trabajo publicado en la revista Science Advances.

Los investigadores lograron el crecimiento de las patas amputadas de ranas de uñas africanas (Xenopus laevis), incapaces por naturaleza de regenerar sus extremidades, mediante una combinación de cinco fármacos aplicados a través de un tapón de silicona que sellaba el muñón durante solo 24 horas.

Tras ese breve tratamiento, el desarrollo de las patas tuvo lugar durante los 18 meses siguientes, hasta que se restableció el miembro de forma casi funcional y completa.

Un tapón de silicona para cerrar los muñones

Para conseguir su objetivo, el equipo de Nirosha Murugan, del departamento de Biología de la Universidad de Tufts, diseñó un biorreactor denominado ‘BioDome’, parecido a un tapón de silicona, compuesto de un gel de proteína de seda cargado con el cóctel de cinco fármacos promotores de la regeneración celular (1,4 –DPCA, BNDF, y ácido retinoico, entre otros).

Cada uno de los medicamentos cumplía un objetivo diferente, como reducir la inflamación, inhibir la producción de colágeno que provocaría cicatrices y fomentar el crecimiento de nuevas fibras nerviosas, vasos sanguíneos y músculos.

El que una breve exposición a los fármacos ponga en marcha un proceso de regeneración de meses de duración sugiere que las ranas, y quizá otros animales, puedan tener capacidades regenerativas latentes que pueden activarse

“Es emocionante ver que los fármacos que seleccionamos ayudaron a crear una extremidad casi completa”, dice Murugan, investigadora afiliada al Allen Discovery Center de Tufts y primera autora del trabajo.

Los científicos trabajaron con 115 hembras amputadas de esta especie de rana y las dividieron en tres grupos: uno de control, otro con el biorreactor solamente, y un tercero con el biorreactor cargado con el cóctel de fármacos. Tras 24 horas, el gel se retiró y el equipo estudió la regeneración de las extremidades a lo largo de 18 meses.

“El hecho de que solo fuera necesaria una breve exposición a los fármacos para poner en marcha un proceso de regeneración de meses de duración sugiere que las ranas, y quizá otros animales, pueden tener capacidades regenerativas latentes que pueden activarse”, comenta la científica.

Una vía prometedora

Hasta ahora, estos trabajos se habían centrado en animales con capacidad de regeneración natural, como el ajolote (Ambystoma mexicanum), sin embargo, los resultados de este nuevo estudio proponen una forma de iniciar el proceso de recuperación en animales que son incapaces de hacer crecer un miembro amputado por sí mismos, como las ranas.

Esto supone, además, una vía terapéutica prometedora para estudiar la regeneración de extremidades en seres humanos, pero “no está claro, desde una perspectiva biomédica, si el tamaño de una extremidad humana afectaría a la viabilidad de la regeneración endógena”, destacan los autores.

En este caso, las personas pueden cerrar las heridas con el crecimiento de nuevos tejidos, y nuestros hígados tienen una notable capacidad de regenerarse hasta alcanzar su tamaño completo tras una pérdida del 50 %.

Pero la pérdida de una extremidad grande y estructuralmente compleja, como un brazo o una pierna, no puede restaurarse mediante ningún proceso natural de regeneración en humanos o mamíferos. De hecho, tendemos a cubrir las lesiones importantes con una masa amorfa de tejido cicatrizal, que las protege de nuevas pérdidas de sangre e infecciones e impide que sigan creciendo.

Por eso, la regeneración de músculos, huesos y nervios (morfogénesis) de un miembro amputado siempre se ha considerado como un hito por conseguir de la biomedicina, y trabajos como este proponen nuevas y prometedoras vías de investigación.

En este sentido, aunque los resultados son muy alentadores, los investigadores recalcan la necesidad de iniciar nuevos estudios, cambiando las variables del trabajo inicial. “Esta investigación supone un punto de partida muy interesante para iniciar experimentos similares en mamíferos”, concluyen.

Referencia:

N. J. Murugan, et. al. "Acute multidrug delivery via a wearable bioreactor facilitates long-term limb regeneration and functional recovery in adult Xenopus laevis". Science Advances, 2022