Nuestros cuerpos han conservado la capacidad de reparar el cartílago lesionado o sobrecargado de trabajo en nuestras articulaciones, dice una nueva investigación publicada en Science Advances. Sorprendentemente, la mecánica de este proceso de curación es prácticamente la misma que la utilizada por los anfibios y otros animales para regenerar las extremidades perdidas, según el estudio.

Los científicos que identificaron esta capacidad humana previamente desconocida esperan que sus hallazgos puedan conducir a nuevas y potentes terapias para tratar los trastornos y lesiones comunes de las articulaciones, incluida la osteoartritis. Más radicalmente, este mecanismo de curación “podría explotarse para mejorar la reparación de las articulaciones y establecer una base para la regeneración de la extremidad humana”, escribieron los autores en el artículo.

Algunos animales, como los axolotls, el pez cebra y el pez bichir, son capaces de regenerar diferentes partes del cuerpo. El axolotl es particularmente especial porque puede volver a crecer sus extremidades, órganos e incluso partes de su cerebro. Que los humanos no puedan volver a crecer extremidades enteras no es nada nuevo, pero los científicos pensaron previamente que tampoco podíamos reparar el cartílago dañado y deteriorado en nuestras articulaciones. Para comprender mejor esta aparente limitación humana, los científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke y la Universidad de Lund trataron de determinar cuánto tiempo duran realmente las proteínas en el cartílago.

“Esto nos llevó a la conciencia de que las proteínas del cartílago de la rodilla eran en general más jóvenes que las proteínas de la cadera de personas de edades similares”, Virginia Kraus, profesora de medicina en DUSM y coautora del nuevo estudio, le dijo a Gizmodo. “Por jóvenes queremos decir que habían acumulado menos modificaciones de su estructura que suceden naturalmente con el paso del tiempo. Esto nos llevó a querer evaluar el cartílago del tobillo y, de hecho, descubrimos que las mismas proteínas eran aún más jóvenes”, explicó, y agregó que “nada parecido a esto se había observado antes”.

Esta capacidad previamente desconocida se descubrió utilizando proteómica, por lo que los científicos pueden investigar miles de proteínas a la vez utilizando pequeñas muestras. Esto llevó a Kraus y sus colegas a aprender que la edad de las proteínas del cartílago podría correlacionarse con la parte del cuerpo en la que residían; Las proteínas del cartílago, incluido el colágeno, en los tobillos eran jóvenes, en las rodillas eran de mediana edad y en las caderas eran viejas.

Es un hallazgo notable, ya que se observa un fenómeno similar en animales capaces de regenerar las extremidades, ya que la reparación de tejidos tiende a ser más productiva en las porciones distales, es decir, sus extremidades (por ejemplo, puntas de pies y colas).

“Existe un concepto en el campo de la regeneración de apéndices que dice que los tejidos distales son más capaces de regenerarse en comparación con los proximales”, dijo Prayag Murawala, un postdoc en el Instituto de Investigación de Patología Molecular en Viena, Austria, en un correo electrónico a Gizmodo.

“Un ejemplo de esto es la regeneración de la punta del dedo del ratón”, dijo Murawala, que no participó en la nueva investigación. Cuando se amputa el hueso del primer dedo de un ratón, puede volver a crecer, dijo, pero cuando se amputa el dedo en el hueso del segundo dedo no se regenera. El nuevo documento “fortalece esta hipótesis al proporcionar evidencia adicional” que está “en línea con investigaciones previas”.

Curiosamente, esto podría explicar por qué en los humanos, las caderas y las rodillas requieren más tiempo para sanar que los tobillos y por qué los tobillos son menos susceptibles a la artritis severa. Como Kraus le explicó a Gizmodo, las caderas tienen el doble de probabilidades de necesitar reemplazos articulares, y también existe evidencia que muestra que “los tobillos con osteoartritis rara vez progresan a un estado grave de enfermedad”, dijo.

Este proceso regenerativo está regulado por una molécula conocida como microARN. Esta molécula ha demostrado ser muy útil a lo largo de la evolución, apareciendo en muchos tipos de animales. MiRNA controla “grandes conjuntos de genes críticos para la regeneración de tejidos”, dijo Kraus, y es más activo en animales con la capacidad de regenerar extremidades enteras. MiRNA también está presente en humanos, un remanente genético de nuestro pasado evolutivo. Según esta investigación, ya no lo usamos para regenerar las extremidades, pero sí ayuda a reparar nuestro cartílago dañado. Como demostraron los científicos en el nuevo artículo, la actividad de miRNA depende de su ubicación en el cuerpo, con una mayor actividad en los tobillos en comparación con las rodillas y las caderas.

“Nos entusiasmó saber que los reguladores de la regeneración en la extremidad de la salamandra parecen ser también los controladores de la reparación del tejido articular en la extremidad humana”, dijo Ming-Feng Hsueh, un fisiólogo molecular DUSM y el primer autor del artículo, en comunicado de prensa. “Lo llamamos nuestra capacidad de”salamandra interior””.

Kraus dijo que tiene “grandes esperanzas” de que estos hallazgos se traduzcan en terapias reales en el futuro. Debido a que los miRNA son muy “farmacológicos”, podrían “inyectarse directamente en una articulación para aumentar la reparación y prevenir la osteoartritis después de una lesión en la articulación o incluso retrasar o revertir la osteoartritis una vez que se ha desarrollado”, dijo. Y como los autores señalaron en el documento, los miRNA, junto con otros compuestos aún por identificar, “podrían conducir al uso futuro de un” cóctel molecular “para el intento de ... regeneración de extremidades en humanos”.

En un correo electrónico a Gizmodo, Kenro Kusumi, biólogo de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad Estatal de Arizona que no participó en el nuevo estudio, dijo que la “pregunta del billón de dólares” es si la activación de los miRNA “permitirá a los médicos regenerar las articulaciones como tratamiento para la artritis en el futuro”.

Randal Voss, biólogo de la Universidad de Kentucky y experto en las habilidades regenerativas de los axolotls, dijo que el nuevo artículo presenta algunos “datos muy interesantes sobre la renovación de proteínas y la expresión de miARN” que apuntan a un “mecanismo de reparación subyacente en humanos”. Voss, quien tampoco participó en el nuevo documento, dijo que la respuesta de reparación “propuesta” en humanos es muy diferente del método de reparación utilizado por las salamandras y otras criaturas “para regenerar el cartílago en las articulaciones dañadas”. El enlace a los miRNA en ambos casos es “interesante”, dijo,”pero todavía tenemos mucho que aprender sobre los requisitos de los miRNA en la reparación de tejidos en humanos y la regeneración en salamandras”, y agregó que “se necesitan estudios funcionales para avanzar estos hallazgos”.

“Es sorprendente descubrir que, aunque los humanos nos hemos separado del axolotl hace 400 millones de años en la evolución, hay muchas vías que comúnmente se comparten entre humanos y axolotl”, dijo Murawala a Gizmodo. “Aunque todavía tenemos un largo camino por recorrer para explicar por qué los humanos no pueden regenerarse, este estudio proporciona evidencia convincente de que hay muchas similitudes en los miembros humanos y salamandras”.

Murawala dijo que el nuevo documento es “significativo” y que seguramente tendrá un impacto en el campo. Mirando hacia el futuro, estos hallazgos motivarán a los investigadores a centrarse en las porciones distales de los animales para determinar por qué estas partes se regeneran mejor que las posiciones proximales. Una gran pregunta para avanzar, dijo, es “si el entorno distal es más permisivo para la regeneración de tejidos o si las células distales son más capaces de regeneración, o tal vez ambas cosas”. Estas y otras preguntas “ojalá algún día respondan si podemos promover el tejido regenerativo en humanos”, dijo.

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