La pata nueva del ajolote parece salir de células del muñón que rehacen sobre todo su propio tejido

En los experimentos con ajolotes, la pata nueva se forma con células del propio muñón, sobre todo del tejido conectivo, y cada tejido rehace sobre todo lo suyo. Son indicios: pocos laboratorios y un desacuerdo abierto sobre el músculo.

Un ajolote, un anfibio capaz de regenerar patas enteras, pierde una pata. En el muñón, el trozo que queda, crece un bulto de células sin forma. De ese bulto, llamado blastema, sale una pata entera, con su esqueleto, su músculo y su piel.

En los experimentos con ajolotes, las células del bulto salen de la propia pata. En el dedo de una larva, salen de una franja estrecha pegada al corte. Las de cada tejido parecen dar sobre todo células de ese mismo tejido. El tejido conectivo, el que sostiene y une, reparte entre varios tipos.

Dicho en llano: piel que rehace piel, músculo que rehace músculo, con más margen en el conectivo. En tritones, parientes del ajolote, el músculo da otra respuesta.

Ficha de la revisión

Pregunta
¿De qué células sale la pata nueva de un ajolote?
Qué se ha leído
10 estudios: 6 completos y 4 por su resumen
Organismos
ajolotes en ocho estudios (la edad solo consta en algunos); dos especies de tritón y una rana como contraste
Periodo
del año 1986 al año 2021
Cómo se eligieron
Búsqueda en Europe PMC por título y resumen; estudios con datos propios, sin revisiones. Se descartó uno que estudiaba la cola y no la pata.
Tipo
Revisión narrativa. No es sistemática: no agota lo publicado ni combina resultados.

Lo que se puede afirmar hoy

  • Indicios

    1. En el ajolote, el tejido conectivo aporta una parte grande del blastema y el esqueleto ya formado, muy poca.

    Lo miden dos equipos distintos, y uno de ellos en un dedo de larva, que no tiene músculo. Estudios 1, 7

  • Indicios

    2. En el ajolote, las células de cada tejido parecen dar sobre todo tejidos de su misma familia, con margen dentro del tejido conectivo.

    [7] es de un dedo de larva; [8] es apoyo indirecto, pues mide linajes embrionarios y no el potencial de cada tejido. Estudios 3, 7, 8

  • Indicios

    3. El músculo nuevo del ajolote sale de células de reserva y no de las fibras ya formadas.

    Lo sostiene un solo estudio. Estudios 5

  • Abierto

    4. No está claro si el origen del músculo cambia entre salamandras por la especie o por la edad del animal.

    Tres trabajos con tritones dan fuentes distintas, con especies, edades y métodos diferentes. Estudios 2, 5, 6

  • Indicios

    5. Las células conectivas del blastema del ajolote adoptan un estado parecido al de la yema embrionaria del miembro.

    Los dos estudios comparten laboratorio y no se ha descartado un efecto del entorno. Estudios 9, 10

  • Indicios

    6. En el ajolote, las células del blastema temprano aceptan una posición nueva en la pata: es una propuesta de los autores.

    Un solo equipo, y los injertos en el muñón no separan una posición cambiable de una distal estable. Estudios 4

Sólido: lo miden al menos tres equipos independientes, con al menos dos estudios leídos completos, y ningún estudio leído lo contradice. Indicios: lo sostienen uno o dos equipos, o se vio en un solo organismo, tarea o lugar, o los autores reconocen un reparo de método. Abierto: los estudios leídos no coinciden, o ninguno lo ha puesto a prueba.

En ajolotes, el tejido conectivo parece aportar más al blastema que el esqueleto

Tejido conectivo es aquí el que sostiene y une sin ser esqueleto: piel profunda, tendones, envoltura del esqueleto y células de los vasos.

En el dedo de una larva de ajolote, el cartílago ya formado, la pieza flexible del esqueleto, casi no contribuyó7. Sus células se dividieron mucho más que sin amputar, pero ninguna entró en el blastema7. El cartílago nuevo vino de la piel profunda y de la envoltura del esqueleto, que además aportaron casi todo el blastema7. Otro equipo apunta en la misma dirección1.

Esas células salían de una franja estrecha tras el corte7. Pero ese dedo no tiene músculo: el recuento no vale para la pata entera.

Con otra especie y otro método, en tritones adultos un injerto de hueso dio solo cartílago y hueso6.

En ajolotes, cada tejido parece dar un abanico limitado de células

Cada tejido de la pata parece dar un abanico limitado de células3. Dentro del tejido conectivo hay más margen. Células de un injerto de piel, un trozo trasplantado, acabaron en tendón, cartílago, envoltura del esqueleto y piel profunda7. Las que rodean los vasos sí llegaron al blastema, pero solo dieron células de su tipo7.

Un trozo de blastema entero, injertado en otro punto, dio varios tejidos, músculo incluido4. Sus autores lo leen como una mezcla de células de orígenes distintos4.

Otro método marcó con mutaciones el huevo del ajolote. Los descendientes de cada célula marcada forman un linaje. Según sus autores, la pata regenerada recupera casi todos los linajes de la original; la composición difiere en cerca de una cuarta parte8. Eso mide el origen embrionario, no el tejido adulto del que salen las células8.

En el músculo, el ajolote apunta a células de reserva; los tritones no coinciden

El músculo tiene dos fuentes posibles. Una son las fibras musculares: células largas, con muchos núcleos, que se contraen. La otra, unas células pequeñas de reserva pegadas a ellas.

En el ajolote, el músculo nuevo parece salir de células de reserva y no de fibras ya formadas5.

En cultivo, fibras sueltas de tritón adulto casi nunca dieron células hijas; las que se multiplicaban venían de las de reserva2.

En otro tritón, el japonés, pesó la edad. En las larvas aparecieron en el blastema células con el marcador de las de reserva, decenas en tres animales, sin poder seguir su linaje6. En los juveniles, el blastema tenía restos de fibras marcadas y ninguna célula de reserva detectable6.

Sus autores proponen que la diferencia entre ajolote y tritón se debe a la etapa de la vida y no a la especie6. Es una propuesta: ese trabajo no midió ajolotes6.

Comparación

De dónde sale el músculo nuevo en cada experimento

AspectoFibras ya formadasCélulas de reserva
Tritón rojo moteado adulto, fibras en cultivo [2]Casi nunca dan células hijasSon las que se multiplican
Tritón japonés, larva [6]No aportan al músculo nuevoDecenas con su marcador, sin seguir su linaje (tres animales)
Tritón japonés, juvenil [6]Restos marcados en el blastema (dos animales)No detectables en el blastema (cuatro)
Cada fila es un experimento distinto; las especies, las edades y los métodos no son comparables sin más. Datos: los de las fuentes citadas en esta página.

Un laboratorio ve a las células conectivas acercarse a un estado casi embrionario

Células de blastema de ajolote, trasplantadas a yemas de embrión, entraron en el esqueleto de todo el miembro10. La yema es el brote del que nace la pata. En la fracción que formó cartílago no hubo diferencia detectable con las células de la yema, aunque las muestras eran pequeñas10. En la rana, ese estado se alcanzó solo en parte10. Otro trabajo del mismo laboratorio apunta en la misma dirección9.

Otro laboratorio probó si las células del blastema recuerdan la altura de la pata de la que vienen. Un blastema recién formado, de la parte alta, injertado más abajo sin tejido de muñón, dio una estructura normal en los seis casos4. Con tejido de muñón, cinco de seis injertos formaron piezas duplicadas4.

Los autores proponen que las células del blastema recién formado y las de la punta del blastema avanzado aceptan una posición nueva. Las de su base, no4.

Sin choque directo sobre el tejido conectivo; el desacuerdo está en el músculo

Los trabajos leídos sobre el tejido conectivo del ajolote no se contradicen de forma directa, pero miden cosas distintas. Cuatro de los diez llevan la firma de un mismo laboratorio37910. En el de linajes, los autores admiten linajes raros perdidos y muestreo escaso8.

El desacuerdo está en el músculo. Células de reserva de tritón adulto, inyectadas en la pata antes de cortarla, aparecieron luego en el cartílago nuevo y en la piel externa2. Eso sería un cambio de tipo, pero sus autores solo lo sugieren, sin demostrarlo2.

En otra especie de tritón, un injerto de músculo marcado dio músculo6. En uno de tres animales hubo además células de cartílago sueltas, que los autores no consideran concluyentes6.

Las células inyectadas se habían multiplicado antes en cultivo, y sus autores admiten que eso pudo cambiarlas2. También difieren especie, edad y método26.

En ajolotes, lo que los estudios leídos dejan sin medir

En el ajolote, el origen del hueso sigue sin abordar: en el dedo estudiado no se formó hueso duro a tiempo7. No consta qué tejido adulto corresponde a cada linaje marcado en el huevo8.

No se ha descartado que algo del entorno del ajolote empuje a las células conectivas hacia el estado de yema10. Y se ignora si células de la parte baja de la pata pueden dar piezas de la parte alta4.

En el músculo, falta saber si manda la edad. En el tritón japonés, unas células marcadas de las larvas tienen identidad desconocida6.

Los estudios

Qué hizo y qué vio cada estudio

N.ºEstudioAnimalesQué hicieronQué vieronLeído
1Muneoka y otros, 1986
Developmental Biology
Animalesajolote (Ambystoma mexicanum), blastema de pataQué hicieronCompararon células de ajolote por su dotación de cromosomas.Qué vieronApoya la conclusión 1.resumen
2Morrison y otros, 2006
The Journal of Cell Biology
Animalestritón rojo moteado adulto (Notophthalmus viridescens), músculo de pata anteriorQué hicieronCultivaron fibras sueltas con trazador; inyectaron sus células hijas antes de amputar.Qué vieron69 de 70 fibras no dieron ninguna hija con el trazador de la fibra. Las hijas inyectadas (4 patas) aparecieron en blastema, piel externa y cartílago nuevo; en la pata control, ninguna.completo
3Kragl y otros, 2009
Nature
Animalesajolote (Ambystoma mexicanum), pataQué hicieronMarcaron tejidos de la pata y siguieron a sus descendientes.Qué vieronApoya la conclusión 2.resumen
4McCusker y Gardiner, 2013
PLoS ONE
Animalesajolote (Ambystoma mexicanum), blastema de pata anterior y posteriorQué hicieronInjertaron blastemas fluorescentes a otro nivel de la pata, con y sin muñón; midieron genes marcadores.Qué vieronBlastema joven de zona alta, injertado más abajo: sin muñón, patrón normal en 6 de 6; con muñón, piezas repetidas en 5 de 6.completo
5Sandoval-Guzmán y otros, 2014
Cell Stem Cell
Animalesajolote y tritón rojo moteado (Notophthalmus viridescens), músculo de pataQué hicieronMarcaron fibras musculares en dos salamandras y siguieron la regeneración.Qué vieronApoya las conclusiones 3 y 4.resumen
6Tanaka y otros, 2016
Nature Communications
Animalestritón japonés de vientre de fuego (Cynops pyrrhogaster): larvas, juveniles y adultosQué hicieronMarcaron fibras musculares en larvas y juveniles; injertaron tejidos marcados en adultos.Qué vieronLarvas: 55-144 células de reserva por blastema el día 15 (3 animales). Juveniles: ninguna detectable (4); restos de fibras marcadas en el blastema (2).completo
7Currie y otros, 2016
Developmental Cell
Animalesajolote larvario (Ambystoma mexicanum), punta de dedo y brazo inferiorQué hicieronFotografiaron cada día, durante 18 días, células conectivas marcadas de colores tras amputar.Qué vieronDel cartílago ya formado se dividieron 17 de 32 células (3 de 42 sin amputar); ninguna entró en el blastema. Cartílago nuevo: de piel y envoltura.completo
8Flowers y otros, 2017
eLife
Animalesajolote (Ambystoma mexicanum), pata anterior enteraQué hicieronMarcaron linajes en el huevo con mutaciones y compararon pata original y regenerada por secuenciación.Qué vieronEntre pata original y regenerada, la composición de marcas difirió en 24,2 % de media (19 animales); se perdió el 0,34 % de lecturas (4 patas).completo
9Gerber y otros, 2018
Science
Animalesajolote adulto (Ambystoma mexicanum), tejido conectivo de pata anteriorQué hicieronMarcaron linajes y leyeron genes activos en ajolotes adultos.Qué vieronApoya la conclusión 5.resumen
10Lin y otros, 2021
Developmental Cell
Animalesrana (Xenopus laevis) y ajolote (Ambystoma mexicanum), blastema de pataQué hicieronTrasplantaron células de blastema a yemas embrionarias; leyeron genes activos de células sueltas.Qué vieronEn ajolote, las células de blastema trasplantadas (11 receptores) formaron esqueleto como las de yema (3), sin diferencia detectable. Parecido a la yema: rana, 60 % como máximo; ajolote, casi 100 %.completo

«Completo»: se leyó el artículo entero, publicado en abierto. «Resumen»: el artículo es de pago y solo se leyó su resumen; de esos estudios no se cuenta el resultado, se indica a qué conclusión sirven de apoyo.

Términos

BlastemaBulto de células sin forma que crece en el extremo del muñón y del que sale la pata nueva.
Tejido conectivoTejido que sostiene y une los demás: capa profunda de la piel, tendones, envoltura del esqueleto y células de los vasos.
Célula de reservaCélula pequeña pegada a la fibra muscular, que se activa al lesionarse el músculo.
InjertoTrozo de tejido trasplantado de un punto del animal a otro.
LinajeFamilia de células que descienden de una misma célula.
Yema del miembroBrote del embrión del que nace una pata.

Referencias

  1. Muneoka K, Fox WF, Bryant SV. Cellular contribution from dermis and cartilage to the regenerating limb blastema in axolotls. Developmental biology. 1986-07-01. doi:10.1016/0012-1606(86)90062-x PMID: 3732605
  2. Morrison JI, Lööf S, He P, Simon A. Salamander limb regeneration involves the activation of a multipotent skeletal muscle satellite cell population. The Journal of cell biology. 2006-01-01. doi:10.1083/jcb.200509011 PMID: 16449193
  3. Kragl M, Knapp D, Nacu E, Khattak S, Maden M, Epperlein HH, et al. Cells keep a memory of their tissue origin during axolotl limb regeneration. Nature. 2009-07-01. doi:10.1038/nature08152 PMID: 19571878
  4. McCusker CD, Gardiner DM. Positional information is reprogrammed in blastema cells of the regenerating limb of the axolotl (Ambystoma mexicanum). PloS one. 2013-09-27. doi:10.1371/journal.pone.0077064 PMID: 24086768
  5. Sandoval-Guzmán T, Wang H, Khattak S, Schuez M, Roensch K, Nacu E, et al. Fundamental differences in dedifferentiation and stem cell recruitment during skeletal muscle regeneration in two salamander species. Cell stem cell. 2013-11-21. doi:10.1016/j.stem.2013.11.007 PMID: 24268695
  6. Tanaka HV, Ng NCY, Yang Yu Z, Casco-Robles MM, Maruo F, Tsonis PA, et al. A developmentally regulated switch from stem cells to dedifferentiation for limb muscle regeneration in newts. Nature communications. 2016-03-30. doi:10.1038/ncomms11069 PMID: 27026263
  7. Currie JD, Kawaguchi A, Traspas RM, Schuez M, Chara O, Tanaka EM. Live Imaging of Axolotl Digit Regeneration Reveals Spatiotemporal Choreography of Diverse Connective Tissue Progenitor Pools. Developmental cell. 2016-11-10. doi:10.1016/j.devcel.2016.10.013 PMID: 27840105
  8. Flowers GP, Sanor LD, Crews CM. Lineage tracing of genome-edited alleles reveals high fidelity axolotl limb regeneration. eLife. 2017-09-16. doi:10.7554/elife.25726 PMID: 28917058
  9. Gerber T, Murawala P, Knapp D, Masselink W, Schuez M, Hermann S, et al. Single-cell analysis uncovers convergence of cell identities during axolotl limb regeneration. Science (New York, N.Y.). 2018-09-27. doi:10.1126/science.aaq0681 PMID: 30262634
  10. Lin TY, Gerber T, Taniguchi-Sugiura Y, Murawala P, Hermann S, Grosser L, et al. Fibroblast dedifferentiation as a determinant of successful regeneration. Developmental cell. 2021-05-01. doi:10.1016/j.devcel.2021.04.016 PMID: 34004152

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