Un estudio liderado por Fernando Casares e Isabel Almudí revela un mecanismo molecular clave en la regeneración de tejidos en insectos, específicamente en la efímera Cloeon dipterum. La investigación destaca el papel de la neddylación, una vía de control de calidad de proteínas, que es esencial para la rápida regeneración de branquias en estos insectos. Este descubrimiento no solo amplía el conocimiento sobre los procesos regenerativos en invertebrados, sino que también sugiere posibles aplicaciones en biomedicina y terapias para mejorar la regeneración en vertebrados. Los resultados se publicaron en la revista Open Biology y abren nuevas líneas de investigación sobre los mecanismos moleculares compartidos entre regeneración y tumorigénesis.
Un reciente estudio, liderado por Fernando Casares, del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD, CSIC-JA-UPO), junto a Isabel Almudí, del Institut de Recerca de la Biodiversitat (IRBio) de la Universitat de Barcelona, ha revelado la importancia de la neddylación, un mecanismo que regula la calidad de las proteínas, en el proceso de regeneración de tejidos en efímeras (Cloeon dipterum). Este insecto es conocido por su notable capacidad para regenerar rápidamente varios de sus órganos. Los hallazgos han sido publicados en la revista Open Biology, lo que abre nuevas posibilidades para investigar este proceso en vertebrados y desarrollar futuras terapias.
La capacidad regenerativa no es común entre todos los seres vivos; los humanos, por ejemplo, presentan limitaciones significativas en comparación con otros animales. Según Casares, “entender cómo algunos organismos logran regenerar sus órganos eficazmente nos permitirá profundizar en este proceso a nivel molecular y celular”. Esta investigación busca desentrañar las razones detrás de estas diferencias en la regeneración.
El estudio se centra en la efímera Cloeon dipterum, un insecto acuático que emerge una sola vez al alcanzar la adultez. Durante su etapa juvenil, las ninfas poseen branquias esenciales para diversas funciones vitales. Sin embargo, estas estructuras pueden desprenderse y ser reemplazadas por nuevas branquias en un periodo que oscila entre cinco y nueve días. Casares destaca que “no solo se regeneran estas branquias, sino que lo hacen a un ritmo más acelerado que durante el desarrollo normal”. Este fenómeno no parece depender del crecimiento de una región especializada conocida como blastema, sino más bien de un aumento uniforme en la proliferación celular a lo largo de toda la branquia.
En esta investigación también ha sido clave el trabajo de Carlos A. Martin-Blanco, investigador doctoral del CABD y de la Universitat de Barcelona. Se ha identificado a la neddylación como crucial para que los insectos puedan regenerar sus apéndices. Este mecanismo permite eliminar proteínas defectuosas mediante una maquinaria llamada proteasoma, cuya actividad se activa gracias a la adición química de Nedd8 a ciertos componentes del proteasoma.
Aparte de su papel en la regeneración, la neddylación también está vinculada a procesos metabólicos, al sistema inmunológico y a la tumorigénesis. Los investigadores han señalado una conexión entre el desarrollo tumoral y una sobreexpresión de este mecanismo molecular. En este sentido, Isabel Almudí plantea interrogantes intrigantes: “¿Podría ser que los órganos en proceso de regeneración compartan mecanismos moleculares con los tumores?”.
El estudio también identifica otros mecanismos relacionados con el crecimiento orgánico, como aquellos asociados a la activina o a la proteína Lin28, que regula ciertos ARNs. Mediante ensayos funcionales realizados en otro insecto, la mosca del vinagre (Drosophila), se ha demostrado que estos procesos son conservados entre los insectos, lo cual sugiere líneas futuras para investigar su relevancia en vertebrados.
Los próximos pasos para los investigadores consistirán en intentar estimular estos procesos regenerativos en órganos con baja capacidad regenerativa y evaluar si esto mejora sus capacidades. Este descubrimiento podría tener profundas implicaciones para campos como la biomedicina, ya que los mecanismos observados en otros animales podrían servir como inspiración para desarrollar nuevas terapias dirigidas a mejorar la regeneración en humanos.
El estudio se centra en la implicación de la neddylación, una vía de control de calidad de proteínas, en la regeneración de tejidos en insectos, específicamente en la efímera Cloeon dipterum.
La neddylación es un proceso molecular que regula el funcionamiento del proteasoma, encargado de eliminar proteínas defectuosas. Este mecanismo es fundamental para que los insectos puedan regenerar sus apéndices eficientemente.
Además de la neddylación, el estudio identifica otros mecanismos involucrados en la regeneración, como las vías relacionadas con el crecimiento de órganos y la proteína Lin28, sugiriendo que estos procesos podrían ser importantes también en vertebrados.
Los descubrimientos sobre los mecanismos regenerativos en insectos pueden inspirar futuras terapias para mejorar las capacidades regenerativas en humanos.
El siguiente reto será intentar estimular los procesos de regeneración en órganos que tienen una capacidad regenerativa limitada y analizar si esto mejora sus capacidades regenerativas.