Medusas que cierran heridas en minutos: el secreto de curación que capta la atención de los científicos

• La medusa (medusa), etapa nadadora de Clytia hemisphaerica, cierra heridas pequeñas en cuestión de minutos y también recupera heridas grandes en menos de 1 hora; a diferencia de los humanos, no forma tejido cicatricial
• Gracias a su cuerpo transparente y su rápida recuperación, es posible observar en tiempo real, dentro de un organismo vivo, cómo las células epiteliales vuelven a unir el tejido dañado
• Un nuevo artículo de Jocelyn Malamy resume que la cicatrización de heridas epiteliales en Clytia ocurre mediante la acción secuencial de lamelipodios (lamellipodia) y cables de actomiosina (actomyosin cable)
• Los lamelipodios se arrastran sobre la membrana basal y empujan las células hacia adelante, mientras que los cables de actomiosina tiran de las células y expulsan los restos de la herida cuando hay daño o residuos en la membrana basal
• Como gran parte del proceso de curación de Clytia es similar al de otros sistemas animales, incluidos los mamíferos, el estudio de estas medusas podría dar pistas para comprender los mecanismos de cicatrización de heridas

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Por qué Clytia atrae atención como modelo de cicatrización de heridas

• Jocelyn Malamy, del Marine Biological Laboratory, observó por primera vez hace unos 10 años cómo las células de Clytia hemisphaerica “caminaban” unas hacia otras para cerrar una herida
• La medusa de Clytia es la etapa de nado libre que la gente suele imaginar como una medusa, pero pasa la mayor parte de su vida como una colonia de pólipos (polyp colony) adherida a superficies como rocas, muelles o la parte inferior de hojas bajo el agua
  • La colonia de pólipos libera medusas jóvenes en algún momento
  • Las medusas viven solo unos meses o menos, pero la colonia de pólipos puede persistir como un arbusto perenne
• La medusa de Clytia cierra heridas pequeñas en minutos y cura heridas más grandes en menos de 1 hora
  • A diferencia de los humanos, no se forma tejido cicatricial
  • Malamy considera que la curación de las medusas se parece más a la curación embrionaria sin cicatrices

Un proceso de curación visible directamente en un cuerpo transparente

• La medusa de Clytia es transparente, lo que permite observar en tiempo real el movimiento celular dentro de un animal vivo
• A diferencia de los mamíferos, no tiene un sistema inmune que provoque inflamación alrededor de la herida ni regeneración de capilares que dificulte la observación, por lo que es más fácil ver la dinámica básica de la reparación del daño
• Se puede ver directamente cómo las células epiteliales vuelven a unir el tejido dañado, como si lo cosieran de nuevo
• Las células epiteliales cubren la superficie del cuerpo, forman la piel y recubren el interior de tejidos como el intestino
  • La piel y los tejidos epiteliales internos se dañan con frecuencia y necesitan reparación, por lo que son un objetivo central en la investigación sobre cicatrización de heridas
• Muchas partes del proceso de cicatrización de heridas de Clytia son muy similares a las que se observan en otros sistemas, incluidos los mamíferos

Dos estructuras celulares cierran la herida en secuencia

• Malamy caracterizó por primera vez la cicatrización de heridas epiteliales en Clytia junto con estudiantes cuando era MBL Whitman Fellow en 2017, y amplió ese trabajo en 2018 en un artículo conjunto con Michael Shribak, miembro del faculty de MBL
• El nuevo artículo busca organizar, usando el modelo de Clytia, los mecanismos de cicatrización de heridas epiteliales reportados en distintos organismos, tamaños de herida y formas de herida
• Toda cicatrización de heridas epiteliales en Clytia avanza mediante la acción secuencial de dos estructuras celulares clave
  • La primera estructura son los lamelipodios
  • La segunda estructura son los cables de actomiosina
• El mecanismo central del nuevo artículo es cómo estas dos estructuras se coordinan en varios tipos de heridas

El papel de los lamelipodios y los cables de actomiosina

• La primera estructura que se forma en respuesta a una herida son los lamelipodios
  • Malamy los considera “sensores con forma de pie” de la célula, ricos en actina
  • Los lamelipodios se mueven como exploradores y muestran un movimiento fluido similar al de una ameba
• Los lamelipodios se extienden desde las células del borde de la herida y se arrastran sobre la membrana basal, una lámina de proteínas situada debajo de todas las células epiteliales
  • Al desplazarse, arrastran hacia adelante a la célula que los produjo
  • Finalmente, el cuerpo celular se estira sobre la herida y la cierra
• Incluso en heridas muy pequeñas dentro de una sola célula se forman lamelipodios
• Mientras los lamelipodios avanzan arrastrándose, detrás de ellos se forma un cable de actomiosina
  • Cuando los lamelipodios cubren la membrana basal, se desencadena la contracción del cable
  • Si la membrana basal está dañada, el cable de actomiosina puede tirar de las células sobre la zona dañada y empujar hacia afuera los restos de la herida
• Si la herida es demasiado grande para que los lamelipodios se alcancen entre sí por sí solos, comienza la migración celular colectiva
  • Toda la lámina epitelial se levanta y empieza a caminar
  • Cuando los lamelipodios de las células delanteras se encuentran, incluso una herida grande se cierra del mismo modo que una herida pequeña

La pregunta pendiente: la reparación de la propia membrana basal

• Malamy considera que este sistema es un mecanismo adaptado para curar rápidamente varios tipos de heridas que podrían ocurrir en la naturaleza
• El próximo plan de investigación es estudiar los mecanismos que impulsan la reparación de la membrana basal
• No basta con tirar de las células para cerrar la herida: en algún momento, la propia membrana basal dañada debe repararse
• Aún no está claro cómo ocurre la reparación de la membrana basal en distintos sistemas
• El estudio completo puede consultarse en el artículo de Molecular Biology of the Cell

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Comentarios en Hacker News

• Como es un comunicado de prensa de una institución de investigación marina, el punto central no es tanto que lo estudien por su relación directa con los humanos, sino más bien que es un objeto interesante de estudio para una institución de investigación marina
  Parece poco probable que termine ayudando a los humanos, a menos que tengas un amigo gelatinoso sin sistema circulatorio ni sistema nervioso y con una vida de unos pocos meses

  • El artículo deja bastante claro que la parte interesante es que algunos mecanismos de reparación epitelial parecen estar conservados en animales en general, incluidos los mamíferos
  • Si uno ve a Novo Nordisk, se puede cuestionar la idea de que de un objetivo de investigación se siga de inmediato una aplicación
  • Quién sabe. Tal vez algún día haya trajes orgánicos para humanos o membranas autosellantes para máquinas
  • El hecho de que exista una posibilidad, aunque sea mínima, de que beneficie a los humanos lo hace más atractivo

• Cuando uno oye “medusa”, la medusa de vida libre que normalmente imagina es solo una etapa del ciclo de vida, y me impresionó la explicación de que es fácil pensar en la flor o en la propia medusa como el organismo, cuando en realidad es una unidad reproductiva
  Creo que ya no podré volver a ver a las medusas de la misma manera

  • A mí me pasó igual. Más que la curación de heridas, el detalle de que las medusas son básicamente flores fue lo que más se me quedó
  • Desde la perspectiva de la especie, en alguna etapa la mayoría de los seres vivos son una unidad reproductiva o parte de ella. Claro, también hay individuos estériles

• Lo que me gusta de esta investigación es que, más que ser una fuente de genes mágicos de “regeneración”, las medusas podrían ser más útiles como un sistema en el que se puede observar con claridad el principio básico de funcionamiento

• El título parece clickbait que sugiere una gran crema medicinal

  • De acuerdo. Desde antes de la era de los LLM siempre he odiado estos titulares dramáticos de “dos partes” que juegan con la “recompensa diferida”
    Ya antes me parecían flojos, y ahora se ven como una flojera orientada a “lograr un clic”. Por desgracia, The Guardian también se ha contaminado bastante de ese estilo últimamente

• ¿No tienen las medusas la ventaja de contar con un tejido muy simple?

  • Al ser un tejido más simple, no ocurren al mismo tiempo vasos sanguíneos, inflamación y muchos otros procesos, así que es más fácil ver el mecanismo central
  • En rigor, una medusa ni siquiera es un solo organismo, sino una colonia de seres independientes pero en su mayoría especializados. Parece que eso también podría relacionarse con el título del artículo

• Al principio imaginé un método mágico en el que te frotabas una medusa sobre la herida y sanaba
  Pensé que valdría la pena soportar la irritación de la piel, que esto salvaría vidas, pero no era eso. No hubo esa clase de diversión

  • Se puede usar Aloe vera, que es como el equivalente gelatinoso terrestre. Funciona bastante bien como si formara una membrana tipo piel de medusa sobre la piel

• Las medusas son transparentes y no tienen cerebro, así que no tienen secretos que ocultar, y la curación inmediata de heridas quizá sea una recompensa o el precio de eso
  En cualquier caso, han sobrevivido casi en su forma actual durante 700 millones de años, así que mientras nosotros aguantemos, es muy probable que sigan siendo objeto de observación