El sistema digestivo humano es un órgano intrincado y altamente adaptable, que mantiene su función a través de un proceso continuo de regeneración intestinal. Esta habilidad biológica asegura que el revestimiento del intestino se renueve constantemente, permitiendo una digestión y absorción de nutrientes eficientes. Investigaciones recientes sobre las habilidades regenerativas únicas de las serpientes, particularmente de las boas y los pitones, han proporcionado nuevas perspectivas sobre la regeneración intestinal humana, especialmente en enfermedades gastrointestinales.
Los fundamentos de la regeneración intestinal en humanos
En los humanos, la regeneración del revestimiento intestinal es un proceso lento pero constante. El intestino está revestido por un tipo de células madre que se encuentran en pequeños bolsillos conocidos como criptas intestinales. Estas criptas intestinales están ubicadas en las paredes de los intestinos. Son responsables de producir nuevas células para reemplazar a las viejas o dañadas, manteniendo la integridad del revestimiento intestinal y asegurando que pueda soportar el estrés diario de la digestión y la absorción de nutrientes.
Este proceso ocurre de manera continua, pero la velocidad de reemplazo de las células intestinales es relativamente lenta en comparación con otros animales, como ciertos reptiles. Esta regeneración celular juega un papel crucial en la protección del intestino contra enfermedades y daños causados por factores como el estrés, infecciones o problemas relacionados con la dieta. Comprender este proceso es vital para mejorar los tratamientos para condiciones gastrointestinales, como la enfermedad de Crohn, la enfermedad celíaca e incluso el cáncer colorrectal.
Regeneración intestinal extremadamente rápida en serpientes
A diferencia de los humanos, algunas serpientes, como las boas y los pitones, tienen una asombrosa capacidad para regenerar sus intestinos de manera completa y extremadamente rápida después de largos períodos de ayuno. Estos reptiles pueden sobrevivir semanas sin comer, durante las cuales sus intestinos se encogen y se vuelven casi no funcionales. Sin embargo, una vez que consumen una comida, sus intestinos se regeneran rápidamente, duplicando su masa intestinal en tan solo 48 horas. Este proceso rápido reconstruye gran parte de las células intestinales y estructuras necesarias para digerir y absorber alimentos.
Este fenómeno es particularmente notable porque serpientes como los pitones no tienen criptas intestinales, las estructuras que impulsan la regeneración en los mamíferos. A pesar de esto, las serpientes logran un crecimiento regenerativo extraordinario en respuesta a la alimentación. Esta rápida recuperación de la función intestinal está acompañada de un cambio importante en la fisiología general y el metabolismo de la serpiente, permitiéndoles digerir eficazmente grandes comidas después de largos periodos de ayuno.
Perspectivas de la investigación en serpientes
Un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Arlington, UT Southwestern Medical Center y la Universidad de Alabama llevó a cabo un estudio detallado del proceso regenerativo en pitones mediante la secuenciación de genes de ARN. Este estudio reveló que, a pesar de la ausencia de criptas intestinales, los pitones activan vías celulares conservadas. Estas vías son rutas de señalización biológica que también están presentes en humanos. Son esenciales para regular la respuesta del cuerpo a la disponibilidad de nutrientes y se activan de maneras únicas en las serpientes para facilitar la regeneración rápida.
Uno de los descubrimientos más intrigantes de esta investigación fue que algunas de estas vías se asemejan a las vías activadas en humanos tras ciertas cirugías metabólicas, como la cirugía de bypass gástrico Roux-en-Y, un método quirúrgico utilizado para tratar la obesidad y la diabetes tipo 2. Esta similitud sugiere que estudiar la regeneración intestinal en serpientes podría proporcionar perspectivas sobre cómo los intestinos humanos responden a cambios en el metabolismo, la disponibilidad de nutrientes y el estrés, mejorando potencialmente los tratamientos para una amplia gama de trastornos digestivos.
El papel de las células BEST4+ en la regeneración intestinal
Un aspecto significativo de esta investigación se centró en el papel de un tipo específico de célula intestinal, denominada células BEST4+. Estas células están presentes tanto en pitones como en humanos, pero están notablemente ausentes en mamíferos comúnmente estudiados, como los ratones. El estudio encontró que las células BEST4+ actúan como reguladoras centrales durante las primeras etapas de la regeneración, promoviendo el transporte y el metabolismo de lípidos. Estas son funciones críticas en la reconstrucción del revestimiento intestinal.
En humanos, es probable que estas células desempeñen un papel más importante de lo que se pensaba anteriormente. Comprender la contribución de estas células a la salud intestinal podría abrir nuevas vías terapéuticas para tratar enfermedades intestinales y metabólicas, al dirigir el enfoque hacia estas células clave y sus funciones.
Implicaciones para la salud humana
El estudio de la regeneración intestinal en serpientes ha ampliado nuestro conocimiento sobre cómo diferentes animales han evolucionado para enfrentar los mismos desafíos fisiológicos de maneras diversas. Al aprender más sobre la forma en que las serpientes regeneran sus intestinos sin la presencia de criptas intestinales, los investigadores pueden ahora explorar cómo funcionan vías similares en los humanos e identificar posibles objetivos para tratamientos médicos.
Esta investigación es particularmente relevante para mejorar los tratamientos de condiciones gastrointestinales, como la enfermedad de Crohn, la enfermedad celíaca y ciertos tipos de cáncer, donde la regeneración y reparación intestinal son críticas. También puede llevar a nuevas perspectivas sobre cómo el cuerpo humano se adapta a cambios significativos en la dieta, el metabolismo e incluso el estrés.
Además, entender la biología de la regeneración intestinal extrema podría ser fundamental para abordar enfermedades metabólicas como la diabetes, donde la capacidad del cuerpo para responder a cambios en la disponibilidad de nutrientes está comprometida. Estudiar cómo las serpientes regulan estos procesos podría revelar nuevos objetivos terapéuticos para mejorar la salud metabólica humana.
Fuente de información: Aundrea K. Westfall et al. [Resolución de celda única de la regeneración intestinal en pitones sin criptas ilumina mecanismos regenerativos conservados en vertebrados, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024)]. DOI: 10.1073/pnas.2405463121
