¿Cómo regenera el ajolote sus patas?

Un blastema que no es un comodín

Cuando a un ajolote le amputan una pata, en pocas horas una capa de piel migra y cubre la herida: es la epidermis de la herida. Debajo de ella se forma el blastema, una masa de células que crece y, con el tiempo, reconstruye hueso, cartílago, músculo, piel y nervios con las proporciones correctas. Durante casi un siglo, la explicación favorita fue que las células maduras cercanas a la herida “retrocedían” hasta un estado parecido al de una célula madre embrionaria, capaz de convertirse en cualquier tejido del miembro.

Esa idea se puso a prueba de la única forma que puede ponerse a prueba: marcando cada tejido por separado y viendo, al final, en qué se convirtió. Un equipo liderado por Elly Tanaka en Dresde trasplantó regiones embrionarias que producen piel, dermis, músculo o nervio desde ajolotes que llevaban un gen de proteína fluorescente verde (GFP) hacia embriones sin marcar. Cuando esos animales crecieron y se les amputó el miembro marcado, los investigadores pudieron seguir la fluorescencia célula por célula.^[1] El resultado contradijo la pluripotencia: cada tejido producía descendientes solo de su propio tipo. En el caso del músculo, el experimento marcó más de 25.000 núcleos de fibra muscular y no encontró ni una sola célula fluorescente en el cartílago ni en la piel regenerados.

La única excepción parcial es la dermis, la capa profunda de la piel: además de regenerar más piel, sus células también pueden terminar formando cartílago y tendones, algo que ningún otro tejido hace. Ni el músculo, ni el cartílago, ni las células de Schwann (las que envuelven los nervios) cruzan esa frontera, ni siquiera cuando los investigadores fuerzan la situación: en un experimento, irradiaron un miembro para destruir su capacidad regenerativa y la rescataron implantando un nervio con células de Schwann marcadas; el cartílago que se formó después vino de otra población de células del nervio, nunca de las células de Schwann marcadas.

Parte de esta capacidad tiene una base genética que recién se conoció en 2018, cuando se secuenció por completo el genoma del ajolote: 32.000 millones de pares de bases, diez veces el tamaño del genoma humano.^[3] El tamaño no viene de tener más genes, sino de intrones mucho más largos y una gran cantidad de secuencias repetitivas; los autores encontraron además que al ajolote le falta el gen PAX3, presente en casi todos los demás vertebrados, y que otro gen, PAX7, asumió su función. El hallazgo no explica por sí solo cómo se regenera una pata, pero da el mapa genético completo donde buscar los genes “restringidos a la especie” que podrían estar detrás de esa restricción tan prolija de linajes que muestra la tabla anterior.

Esta restricción también explica cómo el blastema “sabe” qué parte del miembro reconstruir. Las células derivadas de cartílago llevan además una marca de posición: el 95 % de las que vienen del brazo expresan en su núcleo la proteína MEIS, asociada a identidad de brazo, mientras que ninguna célula derivada de Schwann la muestra. Esa identidad posicional parece viajar pegada al tejido de origen, no a la célula genérica del blastema.

Cómo lo sabemos

La prueba central viene de marcar genéticamente cada tejido antes de amputar, no de observarlo después. Los investigadores usaron ajolotes transgénicos que expresan GFP de forma estable en todas sus células (bajo el promotor CAGGS) y trasplantaron, en estado de embrión, la región exacta que da origen a la epidermis, la dermis, el músculo o la cresta neural (que después forma las células de Schwann) desde un donante marcado hacia un huésped sin marcar. El animal se dejaba crecer hasta unos 8 cm y recién entonces se amputaba el miembro, a través de la zona marcada. A partir de ahí se siguió la fluorescencia con microscopía de fluorescencia y cortes histológicos, y se contaron miles de células por tejido y por animal (por ejemplo, 230 células de dermis en 12 animales, 184 de músculo en 6 animales) para poder afirmar con solidez estadística que una ausencia de señal en otro tejido no era casualidad. Como control adicional, usaron clasificación de células por fluorescencia (FACS) y PCR de célula única para confirmar, con marcadores moleculares como Myf5 y HoxA13, que el tejido de origen predecía el comportamiento molecular de cada célula del blastema. Es un método mucho más estricto que marcar una sola célula o inyectar un colorante, porque permite decir “ninguna de miles” en lugar de “no vimos ninguna en la muestra que miramos”.

Lo que se suele decir mal

Es común escuchar que el ajolote “puede regenerar lo que sea, las veces que sea, sin ningún límite”. Lo primero —que cada tejido se regenera a sí mismo sin pasar por un estado de célula madre universal— ya quedó explicado arriba. Lo segundo es más discutible: un estudio que amputó el mismo miembro hasta cinco veces seguidas encontró que la capacidad de regenerar se va deteriorando con las repeticiones. La primera vez, el 100 % de los miembros (32 de 32) regeneró los dedos; a la quinta amputación en el mismo plano, solo el 25 % (7 de 28) lo consiguió, y más de la mitad quedó con una herida que ni siquiera avanzó más allá del corte.^[2] La causa parece ser una respuesta de cicatrización que se vuelve persistente en el sitio dañado repetidas veces, no un agotamiento de células madre: cuando los investigadores desplazaron el corte a una posición distinta en cada ronda, la regeneración volvió a funcionar bien. Es decir, el ajolote es extraordinario regenerando, pero no es a prueba de abuso en el mismo punto.