El gusano que cambia de cabeza

Gusano bellota. Foto S. Luttrell

Gusano bellota. Foto S. Luttrell

Viejo sueño de la ciencia: lograr que los humanos puedan regenerar las partes del cuerpo perdidas, como los miembros y para ello algunos investigadores recurren a un animal que parece simple pero con unas capacidades grandes: un gusano bellota, un enteropneusta.

Un pequeño gusano que vive enterrado en la arena cerca a arrecifes de coral, pero cuya relación ancestral con los cordados indica que tienen una composición genética y un plan de cuerpo muy similar al nuestro.

El estudio en Development Dynamics mostró que pueden regenerar cada gran parte del cuerpo, incluidos sistema nervioso, órganos internos y… cabeza. Lo hacen como si nada luego de haber sido cortados en la mitad.

Si los científicos descifran la red genética responsable de este logro, podrían activar el crecimiento de extremidades perdidas en los humanos mediante la manipulación de nuestra similar herencia genética.

Compartimos miles de genes con estos animales y tenemos muchos, si no todos, de los que usan para regenerar sus estructuras corporales”, explicó Shawn Luttrell, cabeza del estudio.

Podría tener implicaciones para la regeneración del sistema nervioso central si desciframos los mecanismos que los gusanos usan para regenerarse”.

El estudio encontró que cuando un gusano de estos, una de las pocas especies vivas de hemicordados, es cortado en la mitad, vuelve a crecer la cabeza o partes de la cual en cada lado opuesto con una perfecta proporción de la mitad cortada.

Es como si partieran una persona por la cintura: una parte volvería desarrollar cabeza y miembros superiores, la otra los miembros inferiores.

Luego de 3 o 4 días, los gusanos comienzan a crecer una probóscide y boca y a los 5 a 10 días aparecen el corazón y los riñones. Hacia el día 15 ha recrecido un tubo neural completo, que corresponde en humanos a la médula y el cerebro.

Tras ser cortadas, cada mitad del gusano sigue prosperando y los ‘pedazos’ producen gusanos vitales y sanos una vez recrecen las partes del cuerpo.

La regeneración otorga a los animales o poblaciones la inmortalidad, según Billie Swalla, otro investigador. “No solo los tejidos recrecen sino que quedan exactamente de la misma forma y las mismas proporciones, de modo que no se puede distinguir un animal que se ha regenerado de uno que nunca ha sido cortado”.

Resumen científico de la semana

Trayectoria de neutrinos y región de procedencia. Cortesía Nasa

Trayectoria de neutrinos y región de procedencia. Cortesía Nasa

1. Mensajero intergaláctico

Hace cerca de 10.000 millones de años hubo una explosión en una galaxia conocida como PKS B1424-418. La luz de ese acontecimiento comenzó a llegar a la Tierra en 2012. Ahora un grupo de astrofísicos y físicos han demostrado que unos neutrinos observados por ese año probablemente provienen del mismo y dramático evento. El estudio apareció en Nature Physics. Los neutrinos son las partículas fundamentales más rápidas, ligeras y antisociales así como las menos entendidas. Difícilmente interactúan con otras partículas y por eso es difícil su detección.

2. Reparación de tejidos

Científicos del Instituto Gladstone, en un avance sorprendente, transformaron células de la piel en células del corazón y del cerebro mediante una combinación de químicos, sin agregar genes adicionales como habían hecho otros grupos, un avance que un día permitirá regenerar células dañadas o perdidas mediante medicinas en el punto donde está el daño, un proceso más cercano a la regeneración natural. El avance fue publicado en Science y Stem Cell Biology

3. Los amigos tipo morfina

Una investigación de científicos de la Universidad de Oxford publicada en Scientific Reports sugiere que las personas con más amigos tienen mayor tolerancia al dolor, un resultado explicable por los niveles de endorfina, ese químico cerebral relacionado con el dolor y el placer así como con los vínculos sociales en humanos y otros animales. Así, parecería ser que a más amigos, menos dolor.

4. Tatequieto al cáncer

De 29 pacientes 27 se curaron de una agresiva forma de leucemia que había sido resistente a otros tratamientos, un logro gracias a la modificación genética de sus células T, esas que combaten la enfermedad. Una muestra más de la eficacia de la inmunoterapia, una arma contra el cáncer que suscita gran interés así no se comprendan varios aspectos, como por qué no se curan todos los pacientes. El estudio apareció en el Journal of Clinical Investigation.

5. Células estudiosas

Científicos franceses reportaron en Proceedings of the Royal Society B que la capacidad de aprendizaje se encuentra incluso en organismos unicelulares que carecen, lógico, de cerebro y sistema nervioso, algo que no se creía posible. El estudio se hizo con un moho, protista, Physarum polycephalum, que tiene otras capacidades llamativas como evadir trampas y resolver un laberinto.

6. Genes felices

Un artículo en Nature Genetics presentó el hallazgo de 3 variantes genéticas relacionadas con la felicidad, siendo los primeras que se vinculan con ese estado aunque se considera que existen más. Esas variantes también se superponen con síntomas de la depresión, lo que sugiere que estudiando la felicidad pueden develarse secretos de la segunda. En el estudio se encontraron además 11 puntos del genoma vinculados con el neuroticismo.

7. Enano con hija

Mucho más allá de Plutón, en una región del espacio y del Sistema Solar llamada el cinturón de Kuiper, habita infinidad de cuerpos fríos, asteroides y cometas, También unos planetas enanos, como Makemake. Usando el telescopio Hubble, astrónomos observaron que tiene una luna, de unos 160 kilómetros de diámetro, cuyo origen está por precisar. Este satélite hace pensar que las lunas son comunes en cuerpos de Kuiper.

8. Me falta el oxígeno

Se quedan sin oxígeno los océanos debido al cambio climático, según evidencias en algunas áreas, según estudio publicado en Global Biogeochemical Cybles, el cual indica que hacia 2030-2040 será más evidente en zonas más extensas, situación que podría incidir en la menor disponibilidad de vida marina. El mar obtiene oxígeno de la atmósfera y del fitoplancton.

9. Polución y embarazo

Mujeres embarazadas expuestas a altos niveles de aire contaminado tenían casi el doble de riesgo de las expuestas a bajos niveles de presentar inflamación intrauterina, que en el primer trimestre ofrece el mayor riesgo, lo que incidiría en nacimientos prematuros y problemas respiratorios en los niños, según el artículo en Environmental Health Perspectives.

10. Minitermómetro

Hoy que el mundo se mueve en lo nano, científicos desarrollaron el más pequeño termómetro de ADN, 20.000 veces más pequeño que un cabello humano, que ayudaría no solo a entender la nanotecnología natural y humana sino que podría servir para medir la temperatura a esa escala. El avance fue presentado en Nano Letters.

Funcionan células madre en pacientes con infarto

Las células madre autólogas podrían ser una buena alternativa para la regeneración cardiaca de personas que han sufrido un infarto.

Es lo que por ahora se desprende de los resultados de fase I de un estudio de científicos de University of Louisville y el Brigham and Women’s Hospital

El avance fue reportado en la reunión de la American heart Association por Roberto Bolli y Piero Anversa.

Luego de dos años, todos los pacientes que recibieron sus propias células madre mostraron una mejoría en su función cardiaca, con un 12,9 unidades de incremento en la medida que muestra la cantidad de sangre impulsada por el ventrículo izquierdo durante el latido.

No se observan efectos adversos. Es más: imágenes por resonancia en 9 pacientes mostraron evidencia de regeneración del miocardio, con nuevo tejido remplazando el tejido muerto por el infarto.

“El ensayo muestra la posibilidad de aislar y expandir células madre autólogas virtualmente de todo paciente”, dijo Bolli.

“Los resultados sugieren que esta terapia tiene un efecto benéfico potente sobre el funcionamiento cardiaco que garantiza más estudios”.

“En todos los pacientes, se obtuvieron células con alta reserva regenerativa y fueron empleadas terapéuticamente”, dijo Anversa.

“Nuestros esfuerzos para caracterizar el fenotipo y las propiedades de crecimiento de las células madre cardiacas pudieron haber contribuido al los resultados iniciales positivos”.

El estudio clínico se hizo en pacientes luego de infarto del miocardio, que tenían una función del ventrículo izquierdo de apenas 40.

Las células fueron recogidas de 33 pacientes durante cirugía de bypass de arteria coronaria, luego fueron purificadas, multiplicadas hasta tener cerca de 1 millón por cada paciente y reintroducidas en la región del corazón que había sido afectada por el infarto.

Regeneran músculos con células madre

Científicos de la Universidad de California en Berkeley abrieron una puerta hacia nuevos tratamientos para la regeneración muscular al lograr retroceder el reloj de músculos formados, al llevarlos a un estado anterior de células madre para formar nuevo músculo.

Los investigadores mostraron también en ratones que las células madre reprogramadas de músculo podrían ser utilizadas para reparar el tejido dañado.

El logro fue descrito en el journal Chemistry and Biology este viernes.

Irina Conboy, principal investigadora, profesora de Bioingeniería, dijo que la formación de músculo se daba en una sola dirección, yendo de células madre a mioblastos (células musculares individuales) y a fibra muscular.

Fabricar nuevo músculo para remplazar tejido viejo o dañado es el trabajo rutinario de las células madre musculares o células satélites. Situadas a lo largo del perímetro del tejido muscular adulto, esperan una señal para crecer, dividirse y fusionarse en nuevas fibras musculares donde se presenta un daño para reparar.

Pero ese proceso no funciona en personas con la distrofia muscular de Duchenne, una condición genética en la cual los músculos se degeneran por una proteína defectuosa y el consiguiente agotamiento de las células madre musculares. La reparación muscular también se afecta con el envejecimiento.

Los estudios actuales en tratamientos basados en células pluripotentes –un tipo de células madre que se pueden convertir en cualquier tipo de célula adulta- han sido muy retadores. Uno de los asuntos es que tales células se dividen indefinidamente y si no son dirigidas hacia un tipo particular de órgano, pronto forman tumores.

Antes que acudir a las células pluripotentes, Conboy y Preeti Paliwal, expusieron la fibra muscular madura a pequeñas moléculas que instruyeron al tejido fundido para reversar su curso y separarse en células musculares progenitoras individuales. Los inhibidores moleculares fueron removidos después y las nuevas células madre musculares crecían y morían de manera natural, convirtiéndose en nuevo tejido muscular en ensayos de laboratorio con ratones.

El próximo paso, dijo Conboy, incluye probar el proceso en tejido muscular humano y examinar otros compuestos moleculares que convierten de nuevo el tejido muscular en sus células madre. Un trabajo que podría derivar en una nueva herramienta del arsenal de terapias con base en células madre.

Un responsable de que aparezcan las canas

A unos, el cabello se les llena de nieve a los 60, a otros hacia los 50, pero a los 40 muchos tienen canas. Incluso, algunos las adquieren prematuramente.

Un estudio de investigadores del NYU Langone medical Center demostró por primera vez, según los autores, que una señal -conocida hasta ahora por controlar varios procesos biológicos- entre los folículos pilosos y las células madre melanocitos puede dictar el pigmento del cabello. El estudio fue publicado en el journal Cell.

“Hemos sabido por años que las células madre del folículo piloso y las células melanocitos productoras de pigmento colaboraban para producir el color del pelo, pero no sabíamos cómo”, explicó Mayumi Ito, uno de los investigadores.

Descubrieron que una señal denominada Wnt es esencial para la acción coordinada de esas dos líneas de células madre y críticas para la pigmentación del cabello: el estudio sugiere que la manipulación de Wnt puede ser una estrategia para obtener un color como el de las canas.

La investigación también ilustra un modelo para la regeneración de tejidos.

“El cuerpo humano tiene varias clases de células madre con el potencial de regenerar otros órganos”, dijo Ito. “Los métodos detrás de la comunicación entre las células madre del cabello y el color durante el remplazo del cabello nos pueden brindar pistas importantes para regenerar órganos complejos con distintos tipos de células”.

El estudio abre la posibilidad de que la señal Wnt es un sendero clave en la regulación de las células madre melanocitos y muestra cómo la conducta de estos está asociada con la regeneración del cabello. Esto ayuda a entender enfermedades en las que los melanocitos se pierden para dar paso a las canas o crecen desenfrenadamente en los casos de melanomas.