Cómo las medusas regeneran sus tentáculos en solo unos días
Las medusas del género Cladonema tienen la asombrosa capacidad de regenerar un tentáculo perdido en menos de 72 horas, según un estudio publicado en la revista científica PLOS Biology.
Por la Universidad de Tokio
La medusa Cladonema pacificum exhibe tentáculos ramificados que pueden regenerarse con fuerza después de una amputación. Foto: Sosuke Fujit / The University of Tokyo
Con el tamaño aproximado de la uña del dedo meñique, las medusas del género Cladonema pueden regenerar un tentáculo amputado en solo dos o tres días, pero ¿cómo lo logran?
La regeneración de tejido funcional en todas las especies, incluidas las salamandras y los insectos, se basa en la capacidad de formar un blastema, un grupo de células indiferenciadas que pueden reparar el daño y crecer en el apéndice perdido. Las medusas, junto con otros cnidarios, como los corales y las anémonas de mar, tienen una gran capacidad de regeneración, pero hasta ahora era un misterio cómo formaban el mencionado blastema.
Un equipo de investigación con sede en Japón ha revelado que en el lugar donde ha ocurrido la lesión aparecen unas células proliferativas, similares a las células madre –estirpes celulares que crecen y se dividen activamente pero que aún no se diferencian en tipos celulares específicos–, que ayudan a formar el blastema.
Los resultados han aparecido publicados en la revista científica PLOS Biology.
"Es importante destacar que estas células proliferativas, de tipo troncal, del blastema son diferentes de las células troncales residentes localizadas en el tentáculo", explica Yuichiro Nakajima, autor del estudio y profesor de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de Tokio. Y añade: "Las células proliferativas específicas de reparación contribuyen principalmente a la formación de epitelio –la fina capa exterior– del tentáculo recién formado".
Las medusas usan sus tentáculos para cazar y alimentarse.
Según Nakajima, las células madre residentes que existen dentro y cerca del tentáculo son responsables de generar todos los linajes celulares durante la homeostasis [propiedad de los organismos que consiste en su capacidad de mantener una condición interna estable compensando los cambios en su entorno mediante el intercambio regulado de materia y energía con el exterior ] 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 únicamente aparecen en el momento de la lesión.
"Juntas, las células madre residentes y las células proliferativas específicas de reparación, permiten una rápida regeneración del tentáculo funcional en unos pocos días", explica Nakajima, que además apunta que las medusas usan sus tentáculos para cazar y alimentarse.
Las células madre residentes (verde) y las células proliferativas específicas de reparación (rojo) contribuyen a la regeneración de los tentáculos en Cladonema.
Según el principal autor de la publicación, Sosuke Fujita, que trabaja en la misma universidad que Nakajima, el hallazgo ayudará a los investigadores a entender cómo difiere la formación de blastemas entre los distintos grupos de animales.
"En este estudio, nuestro objetivo fue abordar el mecanismo de formación del blastema, y para ello utilizamos el tentáculo de la medusa Cladonema como modelo regenerativo en animales no bilaterales [o diplobásticos, animal primitivos cuya pared corporal solo tiene dos capas, el ectodermo y el endodermo ] durante el desarrollo embrionario", comenta Fujita. Según este, el trabajo puede proporcionar información también desde una perspectiva evolutiva.
Las salamandras, por ejemplo, son animales bilaterales capaces de regenerar extremidades. Estas 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.
Las salamandras tienen el don de poder regenerar una extremidad perdida en un par de meses. Foto: mac231
"Dado que las células proliferativas específicas de reparación son análogas a las células madre restringidas de las extremidades de las salamandras bilaterianas, podemos suponer que la formación de blastemas por células proliferativas específicas de reparación es una característica común adquirida de forma independiente para la regeneración de órganos y apéndices complejos durante la evolución animal", afirma Fujita.
Sin embargo, los orígenes celulares de las células proliferativas específicas de reparación observadas en el blastema siguen sin estar claros. Los investigadores afirman que las herramientas disponibles actualmente para investigar los orígenes son demasiado limitadas para dilucidar la fuente de esas células o para identificar otras células similares a las células madre.
"Sería esencial introducir herramientas genéticas que permitan el rastreo de linajes celulares específicos y la manipulación en Cladonema", afirma Nakajima. Y continúa: "En última instancia, comprender los mecanismos de formación de blastemas en animales regenerativos, incluidas las medusas, podría ayudarnos a identificar componentes celulares y moleculares que mejoren nuestras propias capacidades regenerativas."
Información facilitada por la Universidad de Tokio
Fuente: Sosuke Fujita, Mako Takahashi, Gaku Kumano, Erina Kuranaga, Masayuki Miura, and Yu-ichiro Nakajima. Distinct stem-like cell populations facilitate functional regeneration of the Cladonema medusa tentacle. PLOS Biology (2023). DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002435
