Como la salamandra y el pez cebra, los humanos pueden regenerar tejidos, una capacidad que podría aprovecharse para renovar cartílagos en las articulaciones afectadas por la osteoartritis, según un artículo publicado en Science Advances.
Los investigadores identificaron un mecanismo para la reparación del cartílago que parece ser más robusto en las articulaciones del tobillo y menos en las caderas. El hallazgo podría conducir a tratamientos para la osteoartritis, el trastorno articular más común en el mundo.
“Creemos que una comprensión de esta capacidad regenerativa ‘tipo salamandra’ en humanos, y los componentes que faltan críticamente de este circuito regulador, podría proporcionar la base para nuevos enfoques para reparar tejidos articulares y posiblemente miembros humanos enteros”, dijo el autor principal Virginia Byers Kraus, profesor en los departamentos de Medicina, Patología y Cirugía Ortopédica de Duke.
Kraus y sus colegas, incluido el autor principal, Ming-Feng Hsueh, idearon una forma de determinar la edad de las proteínas utilizando relojes moleculares internos integrales a los aminoácidos, que convierten una forma en otra con regularidad predecible.
Las proteínas recién creadas en el tejido tienen pocas o ninguna conversión de aminoácidos; Las proteínas más antiguas tienen muchas. La comprensión de este proceso permitió a los investigadores utilizar la espectrometría de masas sensible para identificar cuándo las proteínas clave en el cartílago humano, incluidos los colágenos, eran jóvenes, de mediana edad o de edad avanzada.
Descubrieron que la edad del cartílago dependía en gran medida de dónde residía en el cuerpo. El cartílago en los tobillos es joven, de mediana edad en la rodilla y viejo en las caderas. Esta correlación entre la edad del cartílago humano y su ubicación en el cuerpo se alinea con la forma en que se produce la reparación de las extremidades en ciertos animales, que se regeneran más fácilmente en las puntas más lejanas, incluidos los extremos de las patas o las colas.
El hallazgo también ayuda a explicar por qué las lesiones en las rodillas de las personas y, especialmente, las caderas tardan mucho en recuperarse y, a menudo, se convierten en artritis, mientras que las lesiones en los tobillos se curan más rápido y con menos frecuencia se vuelven severamente artríticas.
Los investigadores también aprendieron que las moléculas llamadas microARN regulan este proceso. No es sorprendente que estos microARN sean más activos en animales conocidos por la reparación de extremidades, aletas o colas, incluidas las salamandras, el pez cebra, los peces africanos de agua dulce y los lagartos.
Estos microARN también se encuentran en los humanos, un artefacto evolutivo que proporciona la capacidad en los humanos para la reparación del tejido articular. Al igual que en los animales, la actividad de microARN varía significativamente según su ubicación: fue más alta en los tobillos en comparación con las rodillas y las caderas y más alta en la capa superior del cartílago en comparación con las capas más profundas del cartílago.
“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 Hsueh. “Lo llamamos nuestra capacidad de ‘salamandra interior'”.
Los investigadores dijeron que los microARN podrían desarrollarse como medicamentos que podrían prevenir, retrasar o revertir la artritis.
“Creemos que podríamos impulsar estos reguladores para regenerar completamente el cartílago degenerado de una articulación artrítica. Si podemos descubrir qué reguladores nos faltan en comparación con las salamandras, incluso podríamos volver a agregar los componentes faltantes y desarrollar una forma algún día para regenerar parte o la totalidad de una extremidad humana lesionada”, dijo Kraus. “Creemos que este es un mecanismo fundamental de reparación que podría aplicarse a muchos tejidos, no solo al cartílago”.
Mayor información en: Ming-Feng Hsueh, Patrik Önnerfjord, et al. «Analysis of “old” proteins unmasks dynamic gradient of cartilage turnover in human limbs». Science Advances, Published: 09 October 2019.