Realizan “zoom” a células de ajolote para entender mejor su regeneración
Investigadores Universidad de Zhejiang, en China, y del Cinvestav emplearon una novedosa técnica para obtener un mejor “panorama genómico”
estudio
El Ambystoma mexicanum o axolotl, es un modelo tetrápodo bien establecido para estudios de regeneración y desarrollo.
Investigadores chinos, con participación de mexicanos, realizaron un estudio para entender mejor los mecanismos de regeneración del ajolote mexicano y analizar sus posibles aplicaciones clínicas. Los investigadores, que incluye especialistas del Cinvestav, realizaron una técnica de secuenciación por célula única, un tipo de “zoom” en el tejido que se regenera para identificar el tipo específico celular y el gen involucrado en ese proceso.
La investigación publicada en “Nature Communications” señala que el ajolote mexicano (Ambystoma mexicanum) o axolotl, es un modelo tetrápodo bien establecido para estudios de regeneración y desarrollo. Para su estudio, los investigadores, hicieron análisis en ajolotes neoténicos (estado juvenil natural de los ajolotes) y metamorfoseados (en estados adultos no naturales para algunas especies).
Como modelo importante de tetrápodos en los estudios de desarrollo y regeneración de órganos, el ajolote es una de las claves para explorar la regeneración de los mamíferos. Activar la potencial capacidad de regeneración del cuerpo humano sería valioso en medicina regenerativa. Ambystoma mexicanum y su derivado, el ajolote de laboratorio, se han establecido como los organismos más importantes en el estudio de regeneración a nivel mundial; por lo que la investigación del consorcio científico chino obedece a un creciente interés en el estudio de la especie.
“Sorprendentemente, los ajolotes neoténicos pueden sufrir metamorfosis, un proceso que desencadena muchos cambios dramáticos en diversos órganos, acompañados por una disminución gradual de su capacidad de regeneración y vida útil”, señala el estudio “Construcción del panorama celular de axolotl mediante secuenciación de hibridación combinatoria con resolución de una sola célula”, encabezado por investigadores de la Universidad de Zhejiang, en China. Sin embargo, agrega la publicación, la regulación molecular y los cambios celulares en los ajolotes neoténicos y metamorfoseados aún están poco investigados.
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SECUENCIACIÓN.
En el estudio, los académicos desarrollaron un método de secuenciación de una sola célula basado en la hibridación combinatoria para generar un panorama transcriptómico basado en tejidos de los ajolotes neoténicos y metamorfoseados.
“El uso de esta técnica (de secuenciación por célula única) hace un ‘zoom’ en el tejido que se regenera para identificar el tipo específico celular y el gen involucrado en ese proceso”, señala Alfredo Cruz Ramírez, investigador del Cinvestav. A través de un comunicado de la institución, el académico de la Unidad de Genómica Avanzada (UGA-Langebio) explica que esta tecnología permite saber, dentro de los miles de transcritos, en qué tejido, capa o tipo celular está más fuertemente expresado un gen específico.
De acuerdo al científico, de esta manera se acerca la posibilidad de emplear los conocimientos generados sobre la especie en un ambiente de medicina dirigida a personas, ya que los médicos genetistas podrían usar una estrategia de modulación o expresión genética, similar a la ocurrida en la metamorfosis de corazón o pulmones del ajolote, para aplicarla, por ejemplo, en nonatos que no han desarrollado bien sus órganos a fin de corregir esa malformación antes del alumbramiento.
Cómic del Cinvestav
El estudio añade que se llevaron a cabo perfiles de expresión génica de más de 1 millón de células individuales en 19 tejidos para construir este “panorama celular”. “La comparación de transcriptomas unicelulares entre los tejidos de ajolotes neoténicos y metamorfoseados revela la heterogeneidad de las células parenquimatosas no inmunes en diferentes tejidos y estableció su red reguladora. Además, describimos patrones dinámicos de expresión génica durante el desarrollo de las extremidades en ajolotes neoténicos. Este análisis unicelular a nivel de sistema de las características moleculares en ajolotes neoténicos y metamorfoseados sirve como recurso para explorar la identidad molecular del ajolote y facilita una mejor comprensión de la metamorfosis”.
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Uno de los objetivos de estudiar la regeneración en los ajolotes neoténicos es descubrir la conexión entre la regeneración, el envejecimiento y el cáncer, puntualiza el estudio. “La neotenia en ratas topo desnudas –ejemplifica– también produce longevidad y resistencia al cáncer en lugar de capacidad de regeneración. Por lo tanto, es de gran importancia evaluar las características metabólicas y moleculares asociadas a la neotenia en ajolotes, para aclarar la correlación entre animales neoténicos y metamorfoseados y su influencia en la regeneración y el envejecimiento”.
El estudio concluye que el panorama de células adultas de ajolote y el panorama de células de ajolote en etapa larvaria sientan las bases para estudios moleculares a nivel de tejido de ajolotes. Estos recursos podrían facilitar la exploración futura de la investigación de la neotenia, la regeneración, el envejecimiento y el cáncer en los ajolotes, así como la comparación entre especies.
Aportación del Langebio-Cinvestav
Alfredo Cruz Ramírez comentó que, si bien había tenido contacto con parte de los principales autores de la investigación, esta es su primera colaboración con la Universidad de Zhejiang, y esto debido a que el grupo de UGA-Langebio que lidera se ha convertido en un referente a nivel mundial en el análisis de ajolotes silvestres y endémicos de México.
Alfredo Cruz Ramírez
“Casi todos los grupos científicos que trabajan con ajolote lo hacen con un organismo conocido como ‘ajolote de laboratorio’ resultado de cruzas entre A. tigrinum y A. mexicanum; el inconveniente es que no sufre metamorfosis de manera natural. En cambio, nuestro grupo de investigación ha trabajado con los transcriptomas de Ambystoma velasci (ajolote del altiplano), el cual es un organismo metamórfico que pocos han podido estudiar.
Eso nos llevó a generar información transcripcional de metamorfosis única a nivel mundial, y esa situación interesó al consorcio de investigación de China, por lo que nos pidió aportar ese conocimiento para obtener un panorama completo de los genes involucrados en el proceso de metamorfosis que ellos estudiaron a nivel de célula única”, señaló el investigador del Cinvestav.
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