Un estudio argentino-alemán revela el mecanismo físico que permite a este pez regenerar órganos sensoriales casi por completo y abre una puerta esperanzadora para la medicina regenerativa en humanos.
“Pues porque nosotros no la tenemos”. La respuesta de la física Natalia Lavalle es directa y resume el motor que impulsa las investigaciones sobre regeneración tisular. Lavalle, becaria del CONICET en el Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos (IFLYSIB, CONICET-UNLP), es coautora de un trabajo publicado en la revista Journal of Theoretical Biology que explora cómo algunos animales logran reparar tejidos de manera completa e ilimitada, una capacidad que los humanos hemos perdido casi por completo.
“Conocer cómo es posible para algunos organismos reparar y restaurar la función y estructura de un órgano dañado es el primer paso fundamental para saber si es una característica que los seres humanos alguna vez tuvimos, pero perdimos con la evolución, y si eventualmente persiste en nuestro ADN y hay alguna forma de recuperarla”, explica la científica.
Aunque pocos animales sirven como modelos de estudio —el axolotl, la planaria y el pez cebra—, este último fue el protagonista del trabajo. El pez cebra (Danio rerio), originario de Asia, puede regenerar corazón, cerebro, aletas y, en este caso, los neuromastos: órganos sensoriales laterales que detectan movimientos y vibraciones en el agua, equivalentes funcionales a nuestro oído interno.
“Los humanos no podemos recuperar la audición si sufrimos daño en el oído interno. Nuestra investigación ayuda a entender cómo se activa la respuesta regenerativa y, lo más importante, cuándo y por qué se detiene”, señala Lavalle.
DEL LABORATORIO A LA SIMULACIÓN COMPUTACIONAL
La investigación combinó experimentos en la Unidad de Biología Sensorial y Organogénesis del Centro Helmholtz en Múnich, Alemania, con modelado teórico realizado en La Plata. En el laboratorio, se lesionaron neuromastos de larvas de pez cebra con un láser. Los resultados fueron sorprendentes: en solo una semana, los animales recuperaron hasta el 90% de la funcionalidad y el tamaño del órgano dañado.
Los neuromastos tienen forma de disco plano y están compuestos por tres tipos de células: las ciliadas o “hair cells” (sensoriales, que no se renuevan), las sustentaculares (que rodean a las anteriores) y las de manto (periféricas). Cuando se produce una lesión severa, las células sustentaculares se vuelven pluripotentes, como células madre, y pueden generar los tres tipos celulares para reconstruir todo el órgano.
En paralelo, en el IFLYSIB se desarrollaron modelos computacionales que reproducen con fidelidad el proceso. “Es muy complejo; hay que diseñar el tejido celular introduciendo todas las variables y repetir cada experimento práctico para que sea representativo”, detalla Lavalle.
Tras cientos de simulaciones, el equipo liderado por Osvaldo Chara (actualmente en la Universidad de Nottingham, Reino Unido, y ex investigador del CONICET) identificó el mecanismo clave: una señal de “detección local de vecinos”.
“La injuria desencadena una respuesta proliferativa que se detiene solamente cuando las células que dividen se dan cuenta de que están rodeadas de determinada cantidad de vecinas iguales a ellas, concretamente cuando se tocan con otras tres”, explica Chara. “Es una señal muy simple y natural: las células tienden a volver a las condiciones previas al daño. Cuando notan el cambio, se dividen hasta restaurar el contacto membrana con membrana que tenían antes”, agrega Lavalle.
Este mecanismo permitió que las simulaciones reprodujeran exactamente la cantidad, forma, tamaño y el tiempo real de regeneración observado en el laboratorio: siete días.
¿POR QUÉ UNOS REGENERAN Y OTROS NO?
Los seres humanos conservamos cierta capacidad regenerativa (piel, hígado), pero en la mayoría de los tejidos optamos por la cicatrización. El pez cebra comparte un alto porcentaje de similitudes genéticas con el ser humano, y muchos mecanismos moleculares son comunes. Sin embargo, no existe un patrón claro en el árbol evolutivo que explique las diferencias.
“Hay un interés creciente por comprender aspectos que van más allá de lo evolutivo e involucran a la física, como hacemos en este trabajo”, afirma Chara.
Lavalle concluye con una reflexión optimista: “Según la teoría de la evolución, venimos de los anfibios y hemos perdido adaptaciones que dejaron de ser útiles. Pero el ADN contiene toda nuestra historia. ¿Por qué no pensar que este mecanismo pueda estar intrínseco y, en algún momento, podamos descubrir cómo estimularlo o despertarlo? Esa podría ser la primera puerta para recuperar la audición en personas que la han perdido”.
