La regeneración en los seres humanos es la regeneración de los tejidos u órganos perdidos en respuesta a una lesión. Esto contrasta con la cicatrización de heridas o regeneración parcial, que implica cerrar el lugar de la lesión con cierta gradación de tejido cicatricial . Algunos tejidos, como la piel, los conductos deferentes y los órganos grandes, incluido el hígado, pueden regenerarse con bastante facilidad, mientras que se ha pensado que otros tienen poca o ninguna capacidad de regeneración después de una lesión.
Se ha inducido la regeneración de numerosos tejidos y órganos. Desde 1999 se imprimen vejigas en 3D en el laboratorio. El tejido cutáneo se puede regenerar in vivo o in vitro . Otros órganos y partes del cuerpo que se han obtenido para regenerarse incluyen: pene, grasa, vagina, tejido cerebral, timo y un corazón humano a escala reducida. Uno de los objetivos de los científicos es inducir la regeneración completa en más órganos humanos.
Existen diversas técnicas que pueden inducir la regeneración. En 2016, la regeneración de tejidos ya había sido inducida y puesta en práctica por la ciencia. Existen cuatro técnicas principales: regeneración por instrumentos; [1] regeneración por materiales; [2] [3] regeneración por fármacos [4] [5] [6] y regeneración por impresión 3D in vitro . [3]
En los seres humanos con tejidos no lesionados, el tejido se regenera naturalmente con el tiempo; por defecto, las nuevas células disponibles reemplazan a las gastadas. Por ejemplo, el cuerpo regenera un hueso completo en diez años, mientras que el tejido cutáneo no lesionado se regenera en dos semanas. [2] Con el tejido lesionado, el cuerpo suele tener una respuesta diferente. Esta respuesta de emergencia suele implicar la creación de un grado de tejido cicatricial durante un período de tiempo más largo que una respuesta regenerativa, como se ha demostrado clínicamente [7] y mediante la observación. [ aclaración necesaria ] Hay muchas más comprensiones históricas y matizadas sobre los procesos de regeneración. En las heridas de espesor total de menos de 2 mm, la regeneración generalmente ocurre antes de la cicatrización. [8] En 2008, en heridas de espesor total de más de 3 mm, se descubrió que una herida necesitaba un material [ aclarar ] insertado para inducir la regeneración completa del tejido. [9] [10]
Mientras que las quemaduras de tercer grado se curan lentamente mediante la formación de cicatrices, en 2016 se supo que los orificios de fototermólisis fraccionada de espesor total se curan sin dejar cicatrices. [1] Se puede eliminar hasta el 40 % de la piel de espesor total sin dejar cicatrices en un área, en un patrón fraccionado mediante la extracción de tejido. [1]
Algunos órganos y tejidos humanos se regeneran en lugar de simplemente cicatrizar como resultado de una lesión. Entre ellos se encuentran el hígado, las yemas de los dedos y el endometrio. Ahora se dispone de más información sobre la sustitución pasiva de tejidos en el cuerpo humano, así como sobre la mecánica de las células madre . Los avances en la investigación han permitido la regeneración inducida de muchos más tejidos y órganos de lo que se creía posible. El objetivo de estas técnicas es utilizarlas en un futuro próximo con el fin de regenerar cualquier tipo de tejido en el cuerpo humano.
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En 2016, la regeneración se había operacionalizado e inducido mediante cuatro técnicas principales: regeneración por instrumento; [1] regeneración por materiales; [2] [3] regeneración por impresión 3D; [3] y regeneración por fármacos. [4] [5] [6] En 2016, la regeneración por instrumento, la regeneración por materiales y la regeneración por fármacos se habían operacionalizado en general in vivo (dentro de tejidos vivos). Mientras que en 2016, la regeneración por impresión 3D se había operacionalizado en general in vitro (dentro del laboratorio) con el fin de construir y preparar tejido para el trasplante . [3]
Un corte con un cuchillo o un bisturí generalmente deja cicatriz, aunque una perforación con una aguja no. [1] [11] En 1976, una cicatriz de 3 por 3 cm en un no diabético fue regenerada mediante inyecciones de insulina y los investigadores, destacando investigaciones anteriores, argumentaron que la insulina estaba regenerando el tejido. [4] [5] La evidencia anecdótica también destacó que una jeringa fue una de las dos variables que ayudaron a lograr la regeneración de la cicatriz del brazo. [4] La jeringa se inyectó en los cuatro cuadrantes tres veces al día durante ochenta y dos días. [4] Después de ochenta y dos días, después de muchas inyecciones consecutivas, la cicatriz se resolvió y se observó que no se podía observar ninguna cicatriz a simple vista. [4] Después de siete meses, se revisó el área nuevamente y se observó una vez más que no se podía ver ninguna cicatriz. [4]
En 1997, se demostró que las heridas creadas con un instrumento de menos de 2 mm pueden sanar sin dejar cicatrices, [8] pero las heridas más grandes, de más de 2 mm, se curan sin dejar cicatrices. [8]
En 2013, se demostró en tejido porcino que se podían eliminar microcolumnas de tejido de espesor completo, de menos de 0,5 mm de diámetro, y que el tejido de reemplazo era tejido regenerativo, no cicatrizal. El tejido se eliminó en un patrón fraccionado, con más del 40 % de un área cuadrada eliminada; y todos los orificios fraccionados de espesor completo en el área cuadrada sanaron sin dejar cicatrices. [12] En 2016, esta técnica de patrón fraccionado también se probó en tejido humano. [1] En 2021, más personas prestaron atención a la posibilidad de curación sin cicatrices junto con nuevas tecnologías que involucran instrumentos. [13]
En general, los seres humanos pueden regenerar tejidos lesionados in vivo en distancias limitadas de hasta 2 mm. Cuanto mayor sea la distancia de la herida a 2 mm, más se necesitará inducir la regeneración de la herida. En 2009, mediante el uso de materiales, se pudo lograr una regeneración inducida máxima dentro de una ruptura de tejido de 1 cm. [2] Al cerrar la herida, el material permitió que las células cruzaran el espacio de la herida; luego, el material se degradó. Esta tecnología se utilizó por primera vez dentro de una uretra rota en 1996. [2] [3] En 2012, utilizando materiales, se restauró una uretra completa in vivo. [3]
La polarización de los macrófagos es una estrategia para la regeneración de la piel. [14] Los macrófagos se diferencian de los monocitos circulantes. [14] Los macrófagos muestran una variedad de fenotipos que varían desde el tipo proinflamatorio M1 hasta el tipo prorregenerativo M2. [14] Los hidrogeles materiales polarizan a los macrófagos en el fenotipo regenerativo clave M2 in vitro. [14] En 2017, los hidrogeles proporcionaron una regeneración completa de la piel, con folículos pilosos, después de la escisión parcial de cicatrices en cerdos y después de incisiones de heridas de espesor completo en cerdos. [14]
En 2009, la regeneración de órganos huecos y tejidos con una gran distancia de difusión era un poco más complicada. Por lo tanto, para regenerar órganos huecos y tejidos con una gran distancia de difusión, el tejido debía regenerarse dentro del laboratorio, mediante el uso de una impresora 3D. [2]
Entre los diversos tejidos que se han regenerado mediante impresión 3D in vitro se incluyen:
En el caso de la impresión de tejidos, en 2012 ya existían cuatro niveles estándar aceptados de complejidad regenerativa que eran reconocidos en diversas instituciones académicas:
En 2012, en 60 días fue posible, dentro del laboratorio, cultivar tejido del tamaño de la mitad de un sello postal hasta el tamaño de un campo de fútbol. La mayoría de los tipos de células se pudieron cultivar y expandir fuera del cuerpo, con excepción del hígado, los nervios y el páncreas, ya que estos tipos de tejido necesitan poblaciones de células madre. [3]
La lipoatrofia es la pérdida localizada de grasa en el tejido. Es común en diabéticos que usan el tratamiento convencional de inyección de insulina. [4] En 1949, se demostró que una forma mucho más pura de insulina, en lugar de causar lipoatrofia, regeneraba la pérdida localizada de grasa después de las inyecciones en diabéticos. [4] En 1984, se demostró que diferentes inyecciones de insulina tienen diferentes respuestas regenerativas con respecto a la creación de grasas en la piel en la misma persona. [5] Se demostró en el mismo cuerpo que las formas convencionales de inyecciones de insulina causan lipoatrofia y las inyecciones de insulina altamente purificadas causan lipohipertrofia . [5] En 1976, se demostró que la respuesta regenerativa funcionaba en un no diabético después de que una cicatriz lipoatrófica del brazo de 3 x 3 cm se tratara con insulina soluble porcina monocomponente pura. [5] [4] Una jeringa inyectó insulina debajo de la piel por igual en los cuatro cuadrantes del defecto. [4] Para colocar cuatro unidades de insulina uniformemente en la base del defecto, cada cuadrante del defecto recibió una unidad de insulina tres veces al día, durante ochenta y dos días. [4] Después de ochenta y dos días de inyecciones consecutivas, el defecto se regeneró hasta convertirse en tejido normal. [4] [5]
En 2016, los científicos pudieron transformar una célula de la piel en cualquier otro tipo de tejido mediante el uso de medicamentos. [6] La técnica se destacó como más segura que la reprogramación genética, que, en 2016, era una preocupación médica. [6] La técnica, utilizó un cóctel de productos químicos y permitió una regeneración eficiente en el sitio sin ninguna programación genética. [6] En 2016, se esperaba algún día usar este medicamento para regenerar tejido en el sitio de la lesión tisular. [6] En 2017, los científicos podrían convertir muchos tipos de células (como el cerebro y el corazón) en piel. [20]
Los científicos han descubierto que las bacterias que causan la lepra regeneran y rejuvenecen de manera viable el hígado de sus huéspedes, los armadillos , lo que podría permitir nuevas terapias humanas basadas en conocimientos o componentes obtenidos de organismos o capacidades evolucionadas naturalmente . [21] [22]
La necrosis de los cardiomiocitos activa una respuesta inflamatoria que sirve para limpiar el miocardio dañado de células muertas y estimula la reparación, pero también puede extender la lesión. Las investigaciones sugieren que los tipos de células implicadas en el proceso desempeñan un papel importante. En concreto, los macrófagos derivados de monocitos tienden a inducir la inflamación al tiempo que inhiben la regeneración cardíaca, mientras que los macrófagos residentes en el tejido pueden ayudar a restaurar la estructura y la función del tejido. [23]
El endometrio después del proceso de descomposición a través del ciclo menstrual , se reepiteliza rápidamente y se regenera. [24] Aunque los tejidos con una morfología no interrumpida, como el tejido blando no lesionado, se regeneran completamente de manera constante; el endometrio es el único tejido humano que se regenera completamente de manera constante después de una alteración e interrupción de la morfología. [24] El revestimiento interno del útero es el único tejido adulto que experimenta un desprendimiento y regeneración cíclicos rápidos sin cicatrices, desprendiéndose y restableciéndose aproximadamente dentro de una ventana de 7 días mensualmente. [25] Todos los demás tejidos adultos, tras un desprendimiento rápido o una lesión, pueden cicatrizar.
En mayo de 1932, L. H. McKim publicó un informe que describía la regeneración de la punta de un dedo de un adulto después de una amputación. Un cirujano interno del Hospital General de Montreal se sometió a una amputación de la falange distal para detener la propagación de una infección. En menos de un mes después de la cirugía, el análisis de rayos X mostró el recrecimiento del hueso, mientras que la observación macroscópica mostró el recrecimiento de la uña y la piel. [26] Este es uno de los primeros ejemplos registrados de regeneración de la punta de un dedo humano adulto. [27]
Estudios realizados en la década de 1970 demostraron que los niños de hasta 10 años aproximadamente que pierden las puntas de los dedos en accidentes pueden recuperar la punta del dedo en un mes, siempre que sus heridas no se sellen con colgajos de piel (el tratamiento de facto en tales emergencias). Normalmente no tendrán huellas dactilares y, si queda algún trozo de la uña, también volverá a crecer, generalmente en forma cuadrada en lugar de redonda. [28] [29]
En agosto de 2005, Lee Spievack, que entonces tenía sesenta años, se cortó accidentalmente la punta del dedo medio de su mano derecha justo por encima de la primera falange . Su hermano, el Dr. Alan Spievack, estaba investigando la regeneración y le proporcionó una matriz extracelular en polvo , desarrollada por el Dr. Stephen Badylak del Instituto McGowan de Medicina Regenerativa . El Sr. Spievack cubrió la herida con el polvo y la punta de su dedo volvió a crecer en cuatro semanas. [30] La noticia se dio a conocer en 2007. Ben Goldacre ha descrito esto como "el dedo perdido que nunca fue", afirmando que las puntas de los dedos vuelven a crecer y citó a Simon Kay , profesor de cirugía de la mano en la Universidad de Leeds , quien a partir de la imagen proporcionada por Goldacre describió el caso como aparentemente "una lesión común en la punta del dedo con una curación bastante normal" [31].
La CNN informó de una historia similar: una mujer llamada Deepa Kulkarni perdió la punta de su dedo meñique y los médicos le dijeron inicialmente que no se podía hacer nada. Su investigación personal y las consultas con varios especialistas, incluido Badylak, finalmente dieron como resultado que se sometiera a una terapia regenerativa y recuperara la punta de su dedo. [32]
Recientemente se ha explorado la capacidad regenerativa del riñón . [33]
La unidad funcional y estructural básica del riñón es la nefrona , que está formada principalmente por cuatro componentes: el glomérulo, los túbulos, el conducto colector y los capilares peritubulares. La capacidad regenerativa del riñón de los mamíferos es limitada en comparación con la de los vertebrados inferiores.
En el riñón de los mamíferos, la regeneración del componente tubular después de una lesión aguda es bien conocida. Recientemente, también se ha documentado la regeneración del glomérulo . Después de una lesión aguda, el túbulo proximal se daña más y las células epiteliales lesionadas se desprenden de la membrana basal de la nefrona. Sin embargo, las células epiteliales supervivientes experimentan migración, desdiferenciación, proliferación y rediferenciación para reponer el revestimiento epitelial del túbulo proximal después de la lesión. Recientemente, se ha demostrado la presencia y participación de células madre renales en la regeneración tubular. Sin embargo, actualmente está surgiendo el concepto de células madre renales. Además de las células epiteliales tubulares supervivientes y las células madre renales, también se ha demostrado que las células madre de la médula ósea participan en la regeneración del túbulo proximal; sin embargo, los mecanismos siguen siendo controvertidos. Están surgiendo estudios que examinan la capacidad de las células madre de la médula ósea para diferenciarse en células renales. [34]
Al igual que otros órganos, también se sabe que el riñón se regenera por completo en vertebrados inferiores como los peces. Algunos de los peces conocidos que muestran una capacidad notable de regeneración renal son los peces de colores, las rayas y los tiburones. En estos peces, la nefrona completa se regenera después de una lesión o la extirpación parcial del riñón.
El hígado humano es particularmente conocido por su capacidad de regeneración, y es capaz de hacerlo a partir de sólo una cuarta parte de su tejido, [35] debido principalmente a la unipotencia de los hepatocitos . [36] La resección del hígado puede inducir la proliferación de los hepatocitos restantes hasta que se restablezca la masa perdida, donde la intensidad de la respuesta del hígado es directamente proporcional a la masa resecada. Durante casi 80 años, la resección quirúrgica del hígado en roedores ha sido un modelo muy útil para el estudio de la proliferación celular. [37] [38]
Los dedos de los pies dañados por gangrena y quemaduras en personas mayores también pueden volver a crecer y la uña y la huella del dedo pueden regresar después del tratamiento médico para la gangrena. [39]
Los conductos deferentes pueden volver a unirse después de una vasectomía , lo que da como resultado un fracaso de la vasectomía. [40] Esto ocurre debido al hecho de que el epitelio de los conductos deferentes, similar al epitelio de algunas otras partes del cuerpo humano, es capaz de regenerarse y crear un nuevo tubo en caso de que los conductos deferentes se dañen y/o se corten. [41] Incluso cuando se eliminan hasta cinco centímetros o dos pulgadas de los conductos deferentes, estos aún pueden volver a unirse y unirse, lo que permite que los espermatozoides pasen y fluyan nuevamente a través de los conductos deferentes, restaurando la fertilidad . [41]
Existen varios tejidos humanos cuya regeneración se ha logrado inducir de forma exitosa o parcial. Muchos de ellos se enmarcan en el ámbito de la medicina regenerativa , que incluye los métodos y la investigación realizados con el objetivo de regenerar los órganos y tejidos de los seres humanos como resultado de una lesión. Las principales estrategias de la medicina regenerativa incluyen la desdiferenciación de las células del lugar de la lesión, el trasplante de células madre, la implantación de tejidos y órganos cultivados en laboratorio y la implantación de tejidos bioartificiales.
En 1999, la vejiga fue el primer órgano regenerado que se donó a siete pacientes; en 2014, estas vejigas regeneradas todavía funcionan dentro de los beneficiarios. [15]
En 1949, se demostró que la insulina purificada regeneraba la grasa en diabéticos con lipoatrofia . [4] En 1976, después de 82 días de inyecciones consecutivas en una cicatriz, se demostró que la insulina purificada regeneraba de forma segura la grasa y regeneraba por completo la piel en un paciente no diabético. [4] [5]
Durante una dieta rica en grasas y durante el crecimiento del folículo piloso, se forman naturalmente adipocitos maduros (grasas) en múltiples tejidos. [42] El tejido graso se ha visto implicado en la inducción de la regeneración tisular. Los miofibroblastos son los fibroblastos responsables de la cicatrización y en 2017 se descubrió que la regeneración de la grasa transformaba los miofibroblastos en adipocitos en lugar de tejido cicatricial. [43] [42] Los científicos también identificaron la señalización de la proteína morfogenética ósea (BMP) como importante para que los miofibroblastos se transformen en adipocitos con el propósito de regenerar la piel y la grasa. [43]
Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en todo el mundo, y han aumentado proporcionalmente del 25,8% de las muertes globales en 1990, al 31,5% de las muertes en 2013. [44] Esto es cierto en todas las áreas del mundo excepto África . [44] [45] Además, durante un infarto de miocardio típico o un ataque cardíaco, se pierden aproximadamente mil millones de células cardíacas. [46] La cicatrización que resulta es entonces responsable de aumentar en gran medida el riesgo de ritmos cardíacos anormales o arritmias potencialmente mortales . Por lo tanto, la capacidad de regenerar naturalmente el corazón tendría un enorme impacto en la atención médica moderna. Sin embargo, mientras que varios animales pueden regenerar el daño cardíaco (por ejemplo, el ajolote ), los cardiomiocitos mamíferos (células del músculo cardíaco) no pueden proliferar (multiplicarse) y el daño cardíaco causa cicatrización y fibrosis .
A pesar de la creencia anterior de que los cardiomiocitos humanos no se generan más tarde en la vida, un estudio reciente ha descubierto que este no es el caso. Este estudio aprovechó las pruebas de la bomba nuclear y otras fuentes radiactivas durante la Era Atómica que introdujeron carbono-14 en la atmósfera (que esencialmente se había desintegrado hasta ese punto en la historia de la Tierra ) y, por lo tanto, en las células de los habitantes biológicamente activos. [47] Extrajeron ADN del miocardio de estos sujetos de investigación y descubrieron que los cardiomiocitos de hecho se renuevan a un ritmo más lento del 1% por año a partir de los 25 años, hasta el 0,45% por año a la edad de 75 años al comparar la presencia de carbono-14 con el carbono -12 estable y abundante . [47] Esto equivale a menos de la mitad de los cardiomiocitos originales que se reemplazan durante la vida media. Sin embargo, se han puesto serias dudas sobre la validez de esta investigación, incluida la idoneidad de las muestras como representativas de corazones que envejecen normalmente. [48]
Se han realizado más investigaciones que respaldan el potencial de regeneración cardíaca humana. Se descubrió que la inhibición de la p38 MAP quinasa induce la mitosis en cardiomiocitos de mamíferos adultos [49] , mientras que el tratamiento con inhibidores de FGF1 y p38 MAP quinasa regenera el corazón, reduce la cicatrización y mejora la función cardíaca en ratas con lesión cardíaca [50] .
Una de las fuentes más prometedoras de regeneración cardíaca es el uso de células madre. Se ha demostrado en ratones que existe una población residente de células madre o progenitores cardíacos en el corazón adulto; se ha demostrado que esta población de células madre se reprograma para diferenciarse en cardiomiocitos que sustituyen a los perdidos durante la muerte del tejido cardíaco. [51] En los seres humanos, en concreto, se ha descubierto una "capa alimentadora mesenquimal cardíaca" en el miocardio que renueva las células con progenitores que se diferencian en células cardíacas maduras. [52] Lo que demuestran estos estudios es que el corazón humano contiene células madre que podrían ser inducidas a regenerar el corazón cuando sea necesario, en lugar de utilizarse simplemente para sustituir las células gastadas.
La pérdida del miocardio debido a una enfermedad a menudo conduce a insuficiencia cardíaca; por lo tanto, sería útil poder tomar células de otras partes del corazón para reponer las perdidas. Esto se logró en 2010 cuando los fibroblastos cardíacos maduros se reprogramaron directamente en células similares a los cardiomiocitos. Esto se hizo utilizando tres factores de transcripción : GATA4 , Mef2c y Tbx5 . [53] Los fibroblastos cardíacos constituyen más de la mitad de todas las células cardíacas y, por lo general, no pueden realizar contracciones (no son cardiogénicos), pero los reprogramados pudieron contraerse espontáneamente. [53] La importancia es que los fibroblastos del corazón dañado o de otras partes, pueden ser una fuente de cardiomiocitos funcionales para la regeneración.
La simple inyección de células cardíacas funcionales en un corazón dañado es solo parcialmente eficaz. Para lograr resultados más fiables, es necesario producir estructuras compuestas por las células y luego trasplantarlas. Masumoto y su equipo diseñaron un método para producir láminas de cardiomiocitos y células vasculares a partir de iPSC humanas . Luego, estas láminas se trasplantaron a corazones infartados de ratas, lo que produjo una mejora significativa de la función cardíaca. [54] Se encontró que estas láminas todavía estaban presentes cuatro semanas después. [54] También se han realizado investigaciones sobre la ingeniería de válvulas cardíacas. Se han creado in vitro válvulas cardíacas diseñadas por tejidos derivadas de células humanas y se han trasplantado a un modelo de primate no humano. Estas mostraron una cantidad prometedora de repoblación celular incluso después de ocho semanas, y lograron superar a las válvulas no biológicas que se utilizan actualmente. [55] En 2021, los investigadores demostraron un enfoque basado en la reprogramación de iPSC conmutables para la regeneración del corazón dañado sin formación de tumores en ratones. [56] En abril de 2019, los investigadores imprimieron en 3D un prototipo de corazón humano del tamaño del corazón de un conejo. [19]
La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) es una de las amenazas para la salud más extendidas en la actualidad. Afecta a 329 millones de personas en todo el mundo, lo que representa casi el 5% de la población mundial. Tras haber matado a más de 3 millones de personas en 2012, la EPOC fue la tercera causa de muerte más importante. [57] Peor aún, debido al aumento de las tasas de tabaquismo y al envejecimiento de la población en muchos países, se prevé que el número de muertes como resultado de la EPOC y otras enfermedades pulmonares crónicas siga aumentando. [58] Por lo tanto, hay una gran demanda de avances en la capacidad de regeneración de los pulmones.
Se ha demostrado que las células derivadas de la médula ósea podrían ser la fuente de células progenitoras de múltiples linajes celulares, y un estudio de 2004 sugirió que uno de estos tipos de células estaba involucrado en la regeneración pulmonar. [59] Por lo tanto, se ha encontrado una fuente potencial de células para la regeneración pulmonar; sin embargo, debido a los avances en la inducción de células madre y la dirección de su diferenciación, el mayor progreso en la regeneración pulmonar ha incluido constantemente el uso de iPSC y bioandamios derivados de pacientes. La matriz extracelular es la clave para generar órganos completos in vitro. Se descubrió que al eliminar cuidadosamente las células de un pulmón completo, se deja una "huella" que puede guiar la adhesión y diferenciación celular si se agrega una población de células epiteliales pulmonares y condrocitos . [60] Esto tiene serias aplicaciones en la medicina regenerativa, en particular porque un estudio de 2012 purificó con éxito una población de células progenitoras pulmonares que se derivaron de células madre embrionarias. Luego, estas se pueden usar para recelularizar un andamiaje de tejido pulmonar tridimensional. [61]
De hecho, en 2008, se realizó con éxito un trasplante clínico de una tráquea diseñada mediante ingeniería tisular en una mujer de 30 años con broncomalacia terminal . Se creó un andamiaje de matriz extracelular extrayendo las células y los antígenos MHC de una tráquea humana donada, que luego fue colonizada por células epiteliales y condrocitos derivados de células madre mesenquimales cultivados a partir de células del receptor. [62] El injerto reemplazó su bronquio principal izquierdo, proporcionando inmediatamente una vía aérea funcional, y mantuvo su apariencia normal y función mecánica después de cuatro meses. [62] Debido a que el injerto se generó a partir de células cultivadas del receptor, no se necesitaron anticuerpos antidonante ni medicamentos inmunosupresores , un gran paso hacia la regeneración pulmonar personalizada.
Una investigación de 2010 llevó esto un paso más allá al utilizar el andamio de matriz extracelular para producir pulmones enteros in vitro para ser trasplantados a ratas vivas. [63] Esto permitió con éxito el intercambio de gases , pero solo por intervalos de tiempo cortos. [63] Sin embargo, este fue un gran paso hacia la regeneración y los trasplantes de pulmones completos para humanos, que ya ha dado otro paso adelante con la regeneración pulmonar de un primate no humano. [64]
La fibrosis quística es otra enfermedad de los pulmones, que es altamente mortal y está genéticamente vinculada a una mutación en el gen CFTR . Mediante el crecimiento in vitro de epitelio pulmonar específico del paciente, se ha logrado tejido pulmonar que expresa el fenotipo de fibrosis quística. [65] Esto es para que se puedan llevar a cabo modelos y pruebas farmacológicas de la patología de la enfermedad con la esperanza de aplicaciones médicas regenerativas.
Se han regenerado penes con éxito en el laboratorio. [15] Los penes son más difíciles de regenerar que la piel, la vejiga y la vagina debido a su complejidad estructural. [15]
Un objetivo de la investigación sobre lesiones de la médula espinal es promover la neuroregeneración , la reconexión de los circuitos neuronales dañados. [66] Los nervios de la columna vertebral son un tejido que requiere una población de células madre para regenerarse. En 2012, un bombero polaco , Darek Fidyka , con paraplejia de la médula espinal, se sometió a un procedimiento que implicó extraer células olfativas envolventes (OEC) de los bulbos olfativos de Fidyka e inyectar estas células madre, in vivo, en el sitio de la lesión anterior. Fidyka finalmente recuperó la sensibilidad, el movimiento y la sensibilidad en sus extremidades, especialmente en el lado donde se inyectaron las células madre; también informó haber ganado la función sexual. Fidyka ahora puede conducir y caminar cierta distancia con la ayuda de un marco. Se cree que es la primera persona en el mundo en recuperar la función sensorial de un corte completo de los nervios espinales. [67] [68]
El timo es uno de los primeros órganos que se degenera en individuos sanos normales. Investigadores de la Universidad de Edimburgo han logrado regenerar un órgano vivo que se parece mucho a un timo juvenil en términos de estructura y perfil de expresión genética. [69]
Entre los años 2005 y 2008, a cuatro mujeres con hipoplasia vaginal debida a agenesia mülleriana se les realizó una regeneración vaginal. [70] Hasta ocho años después de los trasplantes, todos los órganos tienen una estructura y función normales. [15]
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )Una vez completado el proceso de reparación, la estructura y la función del tejido lesionado son completamente normales. Este tipo de regeneración es común en situaciones fisiológicas. Ejemplos de regeneración fisiológica son el reemplazo continuo de células de la piel y la reparación del endometrio después de la menstruación. La regeneración completa puede ocurrir en situaciones patológicas en tejidos que tienen una buena capacidad regenerativa.
Es importante destacar que el endometrio es el único tejido adulto que experimenta una reparación cíclica rápida sin dejar cicatrices.
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )El hombre de 38 años, que se cree que es la primera persona del mundo en recuperarse de una amputación completa de los nervios espinales, ahora puede caminar con un andador y ha podido reanudar una vida independiente, hasta el punto de conducir un coche, mientras que ha recuperado la sensibilidad en sus miembros inferiores.
