Ingeniería genética: ¿qué tan cerca estamos de poder volver a crecer las extremidades y los órganos?

Bueno, creo que todavía estamos un poco lejos, aunque hay investigaciones muy prometedoras en el campo de la regeneración y las células madre pluripotentes inducidas (iPSC).

Regeneración al expandir un conjunto existente de células
El grupo de Anthony Atala en Wake Forest está trabajando en la regeneración de partes del cuerpo relativamente simples (uretras, vasos sanguíneos, etc.) mediante la expansión ex vivo de las células existentes en su cuerpo y luego trasplantándolo nuevamente. Aquí hay una versión simple de cómo funciona.

1. Digamos que perdiste una parte de tu uretra debido a una enfermedad, trauma, defecto congénito, etc.
2. El cirujano extirpa un pequeño parche de tejido de un órgano muy similar, por ejemplo, la vejiga.
3. El tejido de la vejiga luego se expande en un cultivo de tejidos en un andamio biológico que tiene la forma de una uretra humana.
4. La uretra “artificial” se implanta de nuevo en el cuerpo, desde donde se absorben las células implantadas. El andamio biológico se degrada naturalmente y la función se restaura.

Su grupo también está trabajando actualmente en la expansión de órganos más complejos como los riñones utilizando la tecnología de impresión 3D. El tiempo que puede tomar esta tecnología para ingresar en el uso terapéutico es incierto. Aquí hay una excelente charla de TED que resume el trabajo de Atala: Anthony Atala: Crecimiento de nuevos órganos | Video en TED.com

También te animo a que consultes la literatura primaria si estás interesado en una discusión en profundidad: tejido corporal bioingeniería para la restauración estructural y funcional del pene

Regeneración al reprogramar las células en un estado no inducido y luego diferenciarlas en otra celda
Una advertencia con el método de Atala es que solo se limita a las células que se pueden cultivar in vitro. No puede hacer eso con ciertos tipos de células, como las neuronas, por lo que debe encontrar una forma de generar más neuronas. Shinya Yamanaka (que acaba de ganar el Nobel en 2012) desarrolló una forma de convertir ciertos tipos de células en su cuerpo a otros tipos de células a través de un intermedio de células madre [1]. Aquí hay otra versión simple de cómo funciona esto:

1. El médico toma una biopsia de piel y luego hace crecer los fibroblastos en cultivo celular.
2. Puede convertir los fibroblastos en un estado pluripotente inducido mediante la introducción de un cierto conjunto de genes, a saber, Oct3 / 4, Sox2, Klf4 y c-myc. Ahora hay kits comerciales para hacer esto, por lo que es relativamente fácil.
3. Después de generar sus iPSCs, puede diferenciarlos en el tipo de celda que desea agregando ciertos factores.
4. Siguiendo los métodos de Atala, uno teóricamente puede expandir los tejidos derivados de iPSC en un andamio e implantarlos nuevamente en el cuerpo para apoyar la regeneración.

Ahora hay una advertencia principal. La introducción de uno de los factores de reprogramación en los fibroblastos para generar iPSCs, a saber c-myc, tiene un precio. La alta expresión de c-myc está relacionada con la oncogénesis [2], por lo que tenemos que encontrar la forma de generar iPSCs sin todos los desagradables efectos secundarios.

Entonces, la pregunta de 64,000, ¿cuándo pueden los humanos obtener el poder regenerador de las estrellas de mar?
Creo que esto depende de muchos factores. Estamos haciendo un gran progreso en la comprensión de la ciencia básica de la regeneración e incluso tenemos algunos modelos animales prometedores [3]. Todo, ya sea que podamos probar tratamientos en humanos, dependerá en última instancia de la política, la aprobación regulatoria, el financiamiento y la voluntad de confiar en la ciencia.

[1] Inducción de células madre pluripotentes de fibroblastos humanos adultos por factores definidos
[2] MYC en el camino hacia el cáncer
[3] Dirigir precursores neuronales en el cerebro adulto rescata neuronas de dopamina lesionadas