Distintas poblaciones de células madre facilitan la regeneración funcional del tentáculo de la medusa Cladonema
Aproximadamente del tamaño de una uña del meñique, la especie de medusa Cladonema puede regenerar un tentáculo amputado en dos o tres días, pero ¿Cómo?
La regeneración del tejido funcional en todas las especies, incluidas las salamandras y los insectos, depende de la capacidad de formar un blastema, un grupo de células indiferenciadas que pueden reparar el daño y crecer hasta convertirse en el apéndice faltante.
Las medusas, junto con otros cnidarios como los corales y las anémonas de mar, exhiben una alta capacidad de regeneración, pero sigue siendo un misterio cómo forman el blastema crítico, hasta ahora.
Un equipo de investigación con sede en Japón ha revelado que las células proliferativas similares a células madre, que crecen y se dividen activamente pero aún no se diferencian en tipos de células específicas, aparecen en el sitio de la lesión y ayudan a formar el blastema.
"Es importante destacar que estas células proliferativas similares a células madre en el blastema son diferentes de las células madre residentes localizadas en el tentáculo", dijo el autor correspondiente Yuichiro Nakajima, profesor de la Escuela de Graduados en Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de Tokio. "Las células proliferativas específicas de reparación contribuyen principalmente al epitelio (la delgada capa exterior) del tentáculo recién formado".
Según Nakajima, las células madre residentes que existen dentro y cerca del tentáculo son responsables de generar todos los linajes celulares durante la homeostasis y la regeneración, lo que significa que mantienen y reparan cualquier célula necesaria durante la vida de la medusa. Las células proliferativas específicas de reparación sólo aparecen en el momento de la lesión.
Imagen: Las células madre residentes (verde) y las células proliferativas específicas de reparación (rojo) contribuyen a la regeneración de los tentáculos en Cladonema. Crédito: Sosuke Fujita, Universidad de Tokio.
"Juntas, las células madre residentes y las células proliferativas específicas de reparación permiten una rápida regeneración del tentáculo funcional en unos pocos días", dijo Nakajima, señalando que las medusas usan sus tentáculos para cazar y alimentarse.
Según el primer autor, Sosuke Fujita, investigador postdoctoral en el mismo laboratorio que Nakajima en la Escuela de Graduados en Ciencias Farmacéuticas, este hallazgo informa cómo los investigadores entienden cómo la formación de blastema difiere entre los diferentes grupos de animales.
"En este estudio, nuestro objetivo fue abordar el mecanismo de formación de blastema, utilizando el tentáculo de la medusa cnidaria Cladonema como modelo regenerativo en animales no bilaterales, o animales que no se forman bilateralmente (o de izquierda a derecha) durante el desarrollo embrionario", dijo Fujita, explicando que el trabajo puede proporcionar información desde una perspectiva evolutiva.
Las salamandras, por ejemplo, son animales bilaterales capaces de regenerar extremidades. Sus extremidades contienen células madre restringidas a necesidades de tipos celulares específicos, un proceso que parece funcionar de manera similar a las células proliferativas específicas de reparación observadas en las medusas.
Imagen: A las 72 horas de la amputación, el tentáculo regenerado de Cladonema es plenamente funcional. Crédito: Sosuke Fujita, Universidad de Tokio.
"Dado que las células proliferativas específicas de reparación son análogas a las células madre restringidas en las extremidades de salamandra bilateral, podemos suponer que la formación de blastema por células proliferativas específicas de reparación es una característica común adquirida de forma independiente para la regeneración de órganos complejos y apéndices durante la evolución animal", dijo Fujita.
Sin embargo, los orígenes celulares de las células proliferativas específicas de reparación observadas en el blastema siguen sin estar claros, y los investigadores dicen que las herramientas disponibles actualmente para investigar los orígenes son demasiado limitadas para dilucidar el origen de esas células o identificar otras células madre diferentes.
"Sería esencial introducir herramientas genéticas que permitan rastrear linajes celulares específicos y la manipulación en Cladonema", dijo Nakajima. "En última instancia, comprender los mecanismos de formación de blastema en animales regenerativos, incluidas las medusas, puede ayudarnos a identificar componentes celulares y moleculares que mejoran nuestras propias capacidades regenerativas".
Los hallazgos fueron publicados en PLOS Biology: Distinct stem-like cell populations facilitate functional regeneration of the Cladonema medusa tentacle
