El nombre parece sacado de un planeta de alienígenas o de la mitología azteca, y la verdad es que la salamandra que lo lleva tiene un poco de ambos. Para quienes somos aficionados a los cuentos también es el protagonista de uno de los relatos más fascinantes del gran narrador argentino Julio Cortázar, en el que un hombre que va a visitar el acuario de París se para frente a uno de los vitrales tras el cual se encuentra el curioso espécimen y parece intercambiar lugares con este por arte de una fantástica transfiguración.
Este pequeño, adorable y peculiar animal es una caja de sorpresas que no ha dejado de asombrar a la ciencia desde que se empezó a estudiarlo. ¿Algunas de sus particularidades? Su asombrosa capacidad para regenerar los tejidos dañados del corazón y el cerebro. Un estudio recientemente publicado en la prestigiosa revista Science descubrió algunos de los secretos de este proceso que hace del Axolotl (Ambystoma mexicanum) un ejemplar del que aprender muchísimo con el propósito de encontrar nuevos tratamientos para regenerar el cerebro tras un derrame cerebral.
Específicamente el equipo de investigadores del laboratorio Treutlein de la ETH de Zúrich y el laboratorio Tanaka del Instituto de Patología Molecular de Viena se preguntaron si los ajolotes, como los llaman en México, son capaces de regenerar todos los tipos de células de su cerebro, incluidas las conexiones que unen una región cerebral con otra.
Para esto crearon un atlas de sus células cerebrales. Los distintos tipos de células tienen funciones diferentes. Son capaces de especializarse en determinadas funciones porque cada una expresa genes diferentes. Entender qué tipos de células hay en el cerebro y qué hacen ayuda a aclarar el panorama general del funcionamiento del cerebro. También permite a los investigadores hacer comparaciones a lo largo de la evolución y tratar de encontrar tendencias biológicas entre las especies.
Una forma de entender qué células expresan qué genes es utilizar una técnica llamada secuenciación de ARN unicelular (scRNA-seq). Esta herramienta permite a los investigadores contar el número de genes activos en cada célula de una muestra concreta. Esto proporciona una "instantánea" de las actividades que cada célula estaba realizando cuando se recogió. Cartografía del cerebro del ajolote
Nuestro equipo decidió centrarse en el telencéfalo del ajolote. En los humanos, el telencéfalo es la mayor división del cerebro y contiene una región llamada neocórtex, que desempeña un papel clave en el comportamiento y la cognición de los animales.
A lo largo de la evolución reciente, el neocórtex ha crecido masivamente en tamaño en comparación con otras regiones del cerebro. Del mismo modo, los tipos de células que componen el telencéfalo en general se han diversificado mucho y han crecido en complejidad a lo largo del tiempo, lo que hace que esta región sea un área intrigante para estudiar.
En este caso se utilizaron scRNA-seq para identificar los diferentes tipos de células que componen el telencéfalo del ajolote, incluyendo diferentes tipos de neuronas y células progenitoras, o células que pueden dividirse en más de sí mismas o convertirse en otros tipos de células. Con este procedimiento se identificaron qué genes se activan cuando las células progenitoras se convierten en neuronas, y se descubrió que muchas pasan por un tipo celular intermedio llamado neuroblastos -cuya existencia se desconocía en los axolotes- antes de convertirse en neuronas maduras.
A partir de allí se puso a prueba la regeneración del ajolote extrayendo una sección de su telencéfalo. Para ello se usó un método especializado de scRNA-seq, logrando capturar y secuenciar todas las células nuevas en diferentes etapas de la regeneración, desde una hasta 12 semanas después de la lesión. Al final, se descubrió que todos los tipos de células que se habían eliminado se habían restaurado por completo.
Se observó que la regeneración del cerebro se produce en tres fases principales. La primera fase comienza con un rápido aumento del número de células progenitoras, y una pequeña fracción de estas células activa un proceso de curación de heridas. En la segunda fase, las células progenitoras comienzan a diferenciarse en neuroblastos. Finalmente, en la tercera fase, los neuroblastos se diferencian en los mismos tipos de neuronas que se perdieron originalmente.
Uno de los hallazgos más asombrosos del estudió fue la evidencia de que las conexiones neuronales cortadas entre la zona extirpada y otras zonas del cerebro se habían vuelto a conectar. Este recableado indica que la zona regenerada también había recuperado su función original.
Con esta información los investigadores concluyeron que “las lesiones cerebrales activan la neurogénesis a través de las vías existentes tras inducir un estado de ependimoglia específico de la lesión. Las neuronas regeneradas restablecen sus conexiones anteriores con regiones cerebrales distantes, lo que sugiere una posible recuperación funcional. Nuestro conocimiento de cómo se regenera el cerebro del ajolote puede servir de base para los estudios de regeneración cerebral en otros organismos.”
Como apunta uno de los autores del estudio las posibles implicaciones que puede tener la comprensión sobre este gran poder regenerativo de los axolotls, que también ayuda a comprender mejor el proceso evolutivo de los cerebros que hay entre los anfibios y mamíferos, son muchas y son una gran promesa para la medicina regenerativa del futuro:
“Identificar todos los tipos de células del cerebro del ajolote también ayuda a allanar el camino para la investigación innovadora en medicina regenerativa. Los cerebros de ratones y humanos han perdido en gran medida su capacidad de reparación o regeneración. Las intervenciones médicas para las lesiones cerebrales graves se centran actualmente en terapias con fármacos y células madre para impulsar o promover la reparación. Examinar los genes y tipos de células que permiten a los axolotes lograr una regeneración casi perfecta puede ser la clave para mejorar los tratamientos de las lesiones graves y desbloquear el potencial de regeneración en los seres humanos.”
Si quieres sabe más sobre este fascinante anfibio te compartimos una capsula de Ted-ed en que se nos cuenta sobre sus destrezas y el peligro de extinción actual en el que se encuentran.
