Originaria de ríos que desembocan en el Atlántico norte y el Mediterráneo occidental, la lamprea, también conocida como pez vampiro, destaca por su boca en forma de ventosa con múltiples filas de dientes, lo que le ha otorgado una imagen temible. No obstante, esta especie primitiva ha demostrado tener un enorme potencial como organismo modelo en estudios sobre el sistema nervioso y su capacidad de regeneración.

Dicho análisis de la médula espinal ha transformado la comprensión de la neurobiología desde el siglo XIX hasta la actualidad, según un análisis histórico publicado por Kathryn Maxson Jones y Jennifer R. Morgan en la revista Frontiers in Cell and Developmental Biology.

La investigación, desarrollada en la Facultad de Medicina Baylor, la Universidad Purdue y el Laboratorio de Biología Marina de Estados Unidos, explora cómo este animal, considerado uno de los vertebrados más primitivos, ha permitido descubrir mecanismos de reparación nerviosa que los mamíferos, incluidos los humanos, no logran replicar.

Cabe destacar que, según National Geographic, ambas lideran un equipo que busca comprender cómo podría restaurarse la neurotransmisión después de una lesión de la médula espinal en humanos, utilizando a esta peculiar especie como punto de partida.

El interés científico por la lamprea comenzó en la década de 1830, cuando sus grandes neuronas facilitaron los primeros estudios sobre la estructura del sistema nervioso. Estas células, visibles con las técnicas de la época, permitieron a pioneros como Sigmund Freud y Johannes Müller investigar la existencia de neuronas individuales y sentar las bases de la llamada Doctrina de la Neurona.

A partir de 1959, el pez vampiro se consolidó como modelo para estudiar la regeneración del sistema nervioso central. De acuerdo con el artículo, el hallazgo de que estos animales recuperan la movilidad tras lesiones graves en la médula espinal, gracias al crecimiento espontáneo de axones, marcó un punto de inflexión.

Como documentó el biólogo polaco K. Marón, citado en la investigación, “después de 20 días ambos extremos se unen por numerosas fibras nerviosas”, lo que permite que la lamprea vuelva a nadar con normalidad. Este fenómeno contrasta con la limitada capacidad de regeneración en mamíferos, donde las lesiones suelen ser irreversibles.

El trabajo de Emerson Hibbard en la década de 1960 profundizó en este proceso, demostrando que la recuperación funcional en lampreas ocurre incluso cuando la regeneración estructural es imperfecta.

Hibbard observó que “la capacidad del animal para realizar movimientos coordinados del tronco y la cola... se tomaba como criterio de recuperación funcional”, y que la médula espinal parecía normal a las pocas semanas de la lesión. Además, identificó que el entorno extracelular de la especie, con una vascularización particular y escasa formación de cicatrices, favorece la reparación, a diferencia de lo que ocurre en los mamíferos.

Durante los años setenta y ochenta, la atención se centró en la “plasticidad compensatoria”, es decir, la capacidad del sistema nervioso para reorganizarse y restaurar funciones a pesar de que las conexiones originales no se restablecen por completo.

El neurofisiólogo Carl Rovainen mostró que, aunque solo algunas neuronas regeneran sus axones, el pez vampiro logra recuperar la capacidad de nadar mediante la reconfiguración de sus redes neuronales. Según Rovainen, “el mecanismo más importante para la recuperación funcional puede ser la alteración morfológica y fisiológica que amplifica la acción de los pocos axones descendentes restantes”.

Investigaciones posteriores, como las de Michael Selzer y Avis Cohen, confirmaron que la recuperación funcional se apoya en la formación de nuevas conexiones y en la integración de los axones regenerados en los circuitos motores. Estos hallazgos han sido fundamentales para entender que la reparación nerviosa no requiere necesariamente la restauración exacta de las conexiones originales, sino que puede basarse en la adaptación y reorganización de las redes existentes.

En las últimas décadas, la atención se ha desplazado hacia los factores intrínsecos de las neuronas que determinan su capacidad de regeneración. Estudios moleculares han revelado que solo la mitad de las grandes neuronas de la lamprea logran regenerar sus axones tras una lesión, mientras que el resto sufre muerte celular.

La expresión de algunas proteínas, como la neurofilament-180, se asocia con la probabilidad de regeneración. Como resumen las autoras, “la correlación de cambios moleculares dentro de neuronas individuales que son buenas y malas regeneradoras, junto con la regeneración axonal y la recuperación funcional, sigue siendo extremadamente difícil de lograr en otros animales experimentales”.

El modelo de la lamprea ha permitido identificar rutas moleculares conservadas que promueven la regeneración, como la señalización por cAMP, y ha servido para comparar la respuesta regenerativa entre vertebrados. Además, la reciente disponibilidad de herramientas genéticas, como la edición por CRISPR en embriones, abre nuevas posibilidades para manipular y estudiar estos procesos con mayor precisión.

A pesar de sus ventajas, el modelo de la lamprea presenta limitaciones, como la dificultad para aplicar técnicas transgénicas en animales adultos debido a su largo ciclo de vida. Sin embargo, la posibilidad de analizar la regeneración desde el nivel molecular hasta el comportamiento, y de comparar neuronas regeneradoras y no regeneradoras en un mismo organismo, sigue siendo una fortaleza única.

El estudio concluye que la historia del pez vampiro en la neurobiología ilustra cómo un organismo no tradicional puede aportar valor tanto biológico como médico. Así, la persistencia de la lamprea como modelo, a pesar de la preferencia actual por organismos genéticamente modificables como el ratón o el pez cebra, sugiere que la diversidad de enfoques experimentales es clave para avanzar en la comprensión y el tratamiento de las lesiones del sistema nervioso central.

Como se afirma en el artículo, “uno de los secretos para desentrañar el enigma de la regeneración del sistema nervioso central puede estar aquí”, pues la especie marina comparte algunas similitudes con el ser humano, entre ellas, según National Geographic, la arquitectura básica del sistema nervioso central, compuesta por el cerebro y la médula espinal, organizada en regiones especializadas que controlan funciones como el movimiento y la percepción sensorial.

Ahora, el futuro de la investigación en regeneración nerviosa podría beneficiarse de integrar los conocimientos obtenidos en la lamprea con los avances en genética y biología molecular, ampliando así las perspectivas para el desarrollo de terapias que permitan, algún día, restaurar funciones perdidas en humanos tras lesiones medulares.