PP-MS-328-HA Importancia y Regeneración de tejidos y extremidades en Ambystoma mexicanum (ajolote mexicano)tejidos y extremidades en Ambystoma mexicanum (ajolote mexicano)

Ambystoma mexicanum es un organismo endémico de México, posee la habilidad de regenerar varios segmentos en su cuerpo y es por eso que se ha convertido en un excelente modelo de estudio de regeneración de tejidos y extremidades en vertebrados. La regeneración se lleva a cabo a través de un complejo proceso, el cual se divide en múltiples etapas e involucra diversos eventos de reprogramación celular, como son la desdiferenciación, proliferación y formación del blastema una masa de células progenitoras altamente proliferativas con capacidad de diferenciarse y dar origen a los tejidos de la nueva extremidad.

El objetivo de este artículo es divulgar información importante sobre la situación actual del A. mexicanum, abordando sus características genómicas, su mecanismo de regeneración y las propuestas para su preservación en las UMAS de nuestro país, específicamente la situada en el vivario de FES-I.

Los estudios a nivel celular sobre regeneración en diferentes modelos de estudio como lo es el Ambystoma mexicanum han proporcionado grandes avances en la medicina regenerativa, es por eso que el seguirlos estudiando es de suma importancia así como la divulgación acerca de los programas de preservación de este.  

• Vargas et al., (2005) realizaron un estudio acerca de la regeneración miocárdica en A. Mexicanum realizando una resección ventricular en el corazón del organismo, encontrando que días después de la intervención el miocardio recuperó su estructura mediante la hiperplasia de cardiomicitos, sugieren que su capacidad regenerativa es mayor que la informada para mamíferos adultos (1%), y para otros vertebrados no mamíferos (32%).

• Gomez-Landin  (2016) realizó análisis in silico para identificar y estudiar pequeñas secuencias de RNA (miRNAs) específicamente la familia de Mir-125 la cual ha sido ampliamente relacionada con la regulación de proliferación y diferenciación celular, a través de la regulación de múltiples genes involucrados en dichos procesos. Por lo que la modulación de los niveles de expresión de la familia miR-125, define el estatus de la diferenciación celular en líneas celulares y tejidos específicos.

• Cruz et al., (2020) realizaron una investigación acerca de la importancia del A. mexicanum como modelo de estudio presentando las características biológicas (celulares  y  moleculares)  que  distinguen  al  ajolote Ambystoma  mexicanum entre  otros  modelos animales utilizados en investigación de regeneración.

• Espinal-Centeno (2021) realizó uno de los catálogos más completos de genes relacionados con el ciclo celular para A. mexicanum así como los resultados de los análisis de conservación de estos reguladores, describiendo su comportamiento transcripcional durante la regeneración de la extremidad.

Conocer la importancia del Ambystoma Mexicanum como modelo de investigación en la regeneración celular, así como la importancia de su preservación.

El Ambystoma Mexicanum ha sido utilizado como método de estudio en la regeneración celular. En este sentido el presente trabajo se enfoca en la investigación de los estudios más relevantes que se han llevado a cabo con el fin de comprender los mecanismos celulares y moleculares implicados en la regeneración, asimismo se indago en los proyectos realizados dentro de las UMAs en nuestro país, específicamente la ubicada dentro de la Facultad de Estudios Superiores Iztacala (FES-I) de la Universidad Autónoma de México (UNAM).

Si seguimos investigando las habilidades de regeneración que posee el Ambystoma Mexicanum se dará visibilidad a la importancia de esta especie y el por que es tan importante la existencia de centros de estudio y preservación.

Se recopiló una serie de investigaciones centradas en el tema de regeneración molecular en A. mexicanum, con las cuales se concentró información acerca de los mecanismos celulares y moleculares que suceden durante la regeneración; Por otro lado se llevó a cabo una investigación de campo dentro de la FES-I en la cual se visitó la UMA ubicada en el vivario de esta institución, dentro de estas instalaciones se realizó un recorrido en el cual se nos explicó los proyectos que realizan así como la importancia de estos, se tuvo un acercamiento a estos organismos para conocer parte de sus cuidados. Por último realizamos una entrevista (*) a la Bióloga egresada de esta institución Jocelyne Grande García la cual se encarga en gran parte de las actividades del ajolatario, que nos platicó a profundidad su experiencia trabajando dentro de esta unidad de manejo ambiental. 

Apéndice 1

Entrevista

1. ¿Cuál es tu nombre? Jocelyne Grande Garcia

 

1. ¿Qué carrera estudiaste? Biología en la universidad Autónoma de México  
2. ¿Cuáles son tus principales funciones aquí? Parte de mis funciones aquí son el manejo y cuidado de los organismos como son la limpieza de las áreas donde viven, supervisar que las condiciones de sus contenedores sean las adecuadas, así como llevar acabo reproducciones exitosas, también apoyar a los estudiantes que realizan proyectos dentro de esta unidad. 

 

1. ¿Qué es el ajolatarío? Es un centro de conservación y reproducción de A. mexicanum.
2. ¿Qué actividades realizan dentro del ajolotario? Reproducción, conservación, estudio y divulgación científica del A. mexicanum.  

 

1. ¿Cuántos ajolotes tienen aquí actualmente? 350 ejemplares más larvas y embriones 
2. ¿Qué tipo de investigaciones realizan aquí? Aquí realizamos investigaciones de desarrollo embrionario, reproducción, alimentación, adaptación y aclimatación al ambiente (plasticidad fenotípica) todo en cautiverio.

 

1. ¿Han realizado alguna investigación acerca de la regeneración? Lamentablemente hay muchas investigaciones muy vagas en nuestro plantel ya que varias de estas son realizadas por estudiantes para acreditar la materia de Laboratorio de investigación científica, pero no se profundiza mucho en el tema ya que llevaría bastante tiempo y recursos. 

 

1. ¿Por qué consideras que el trabajo que realizan aquí es importante? Considero que el trabajo de aquí es importante porque este ajolatario fue probablemente el primero que existió en la Zona metropolitana con estos objetivos (reproducir, conservar y hacer divulgación científica) si buscamos investigaciones científicas en México muchas hacen referencia al Ajolatario de FES-I como el precursor de este tipo de colonias en cautiverio, en la Ciudad de México y Zona Metropolitana. Que a partir de las investigaciones que se han realizado aquí se han sumado otros planteles a replicarlas. Asimismo, los cuidados que ofrecemos a cada ejemplar es completamente personalizado y con los estudiantes y biólogos que trabajan aquí se ha generado un cambio por medio de la divulgación que ofrecemos, mediante platicas en otros plateles, así como los recorridos guiados, ofrecer información desde el ámbito científico al público en general y que de ahí surja el interés por seguir conservando todas las especies de Ambystoma y de anfibios en general.

 

Los datos genómicos de A. mexicanum han sido escasos durante bastantes años, hasta el 2018 que el genoma de este organismo fue secuenciado y publicado, encontrando que tiene un genoma que comprende 32 gigabases (GB) organizado en 14 pares de cromosomas el cual es 10 veces mayor que el del humano (Keinath et al., 2015; Notwoshilow et al., 2018) lo cual es distintivo a otros debido a su tamaño y el número de elementos que representa (-70%) (Long Terminal Repeat por sus siglas en inglés LTR) los cuales se sugieren podrían funcionar como factores reguladores clave en los mecanismos celulares y moleculares de regeneración sin embargo aún faltan estudios que lo confirmen (Notwoshilow et al., 2018), asimismo se ha observado en múltiples líneas celulares en las cuales el incremento del nivel de expresión de Mir-125 induce la diferenciación celular. La disminución induce la desdiferenciación promoviendo la malignidad en múltiples tipos de cáncer. En el caso de la regeneración de extremidad miR-125 podría estar actuando como un modulador de la formación del blastema a través de sus múltiples blancos (Gomez, L. 2016).

Por otro lado, durante nuestra visita a la UMA situada en el vivario de la FES-I se realizó un recorrido guiado, en el cual se tuvo un acercamiento con varios ejemplares de A. mexicanum (Figura 2), observando algunos de los procesos de cuidado que requieren así como parte de su reproducción (Figura 3), también se nos mostraron ejemplares con diferentes fenotipos (Figura 4), durante este recorrido la Bióloga Jocelyne Grande García nos platicó todo acerca de este ajolatario así como algunos de los proyectos que han realizado estudiantes de la facultad y el por qué este espacio ha sido uno de los precursores en la preservación y estudio de este organismo en nuestro país

En el campo de medicina regenerativa a lo largo de la última década ha tenido grandes avances, esto gracias a la investigación básica en diversos modelos animales. Particularmente el Ambystoma Mexicanum ha maravillado a la comunidad científica debido a su peculiar genoma y su capacidad regenerativa, generando nuevo conocimiento sobre la biología celular y molecular implicadas en este mecanismo, sin embargo, aún falta mucho por investigar acerca de este organismo debido a que no se ha secuenciado por completo su genoma.

Por ultimo con esta investigación se espera dar visibilidad a estas unidades de conservación que existen en nuestro país, particularmente en el Estado de México y que con esto llegue información oportuna de cómo proteger y apoyar la conservación del Ambystoma Mexicanum.

Bryant, D. M., Sousounis, K., Farkas, J. E., Bryant, S., Thao, N., Guzikowski, A. R., . . . Whited, J. L. 2017. Repeated removal of developing limb buds permanently reduces appendage size in the highly-regenerative axolotl. Dev Biol, 424(1), 1-9. doi:10.1016/j.ydbio.2017.02.013

Cruz, J., Otero N., Sámano S. 2020. Ambystoma mexicanum, un extraordinario modelo animal para estudiar la capacidad regenerativa. Revista Fesahancccal, 6:13-19

Duran. 2009 MODELOS DE REGENERACIÓN. Departamento de Biología Celular, Genética y Fisiología, Facultad de Ciencias. Universidad de Málaga.

Espinal, C. (2021) Análisis de conservación de los reguladores centrales del ciclo celular en Ambystoma Mexicanum y su comportamiento transcripcional durante el proceso de regeneración de extremidad. Tesis de doctorado, Universidad Autónoma de Queretaro, Facultad de ciencias biológicas.

Farkas, J. E., & Monaghan, J. R. 2015. Housing and maintenance of Ambystoma mexicanum, the Mexican axolotl. Methods Mol Biol, 1290, 27-46. doi:10.1007/978-1-4939-2495-0_3

García, L. 2022 Participación de la reparación del ADN mediante recombinación homóloga durante la regeneración de extremidades en Ambystoma mexicanum. Tesis de Doctorado en el Instituto Politécnico Nacional, México.

Gómez, L. (2016) Identificación y estudio de la familia miR-125 en regeneración de extremidad de Ambystoma Mexicanum. Centro de investigación y de estudios avanzados del Instituto Politécnico Nacional.

Keinath, M. C., Timoshevskiy, V. A., Timoshevskaya, N. Y., Tsonis, P. A., Voss, S. R., & Smith, J. J. (2015). Initial characterization of the large genome of the salamander Ambystoma mexicanum using shotgun and laser capture chromosome sequencing. Scientific reports, 5, 16413. https://doi.org/10.1038/srep16413

Koenig R. (2008). Endangered species. Sanctuaries aim to preserve a model organism’s wild type. Science (New York, N.Y.), 322(5907), 1456–1457. https://doi.org/10.1126/science.322.5907.1456

Nowoshilow, S., Schloissnig, S., Fei, J. F., Dahl, A., Pang, A., Pippel, M., Winkler, S., Hastie, A. R., Young, G., Roscito, J. G., Falcon, F., Knapp, D., Powell, S., Cruz, A., Cao, H., Habermann, B., Hiller, M., Tanaka, E. M., & Myers, E. W. (2018). The axolotl genome and the evolution of key tissue formation regulators. Nature, 554(7690), 50–55. https://doi.org/10.1038/nature25458

Spallanzani, A. 1769. Reproductions of the legs in the aquatic salamander. An essay on animal reproductions. London: Becket and de Hondt, 68-82

Vargas, G., Prado Z., León O., Guarner L., Cano M., 2005 Regeneración miocárdica en Ambystoma mexicanum después de lesión quirúrgica. Archivos de Cardiologia de México, S3-21.