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Perdiendo la cabeza, y recuperándola: Hydractinia y su poder de regeneración

escrito por Johnny Dávila Sandoval (Universidad Nacional Mayor de San Marcos).


Hidractinia genéticamente modificada para emitir fluorescencia. Adaptado de Technau U et al. Development (2011)


La capacidad regenerativa tiene muchos representantes en el reino animal. Aunque ha sido  documentada ampliamente, sus mecanismos y evolución no están del todo comprendidos, y por ello, diferentes grupos de investigación alrededor del mundo han empezado a usar especies antes ignoradas para dar luces sobre este proceso. Entre diferentes organismos con esta habilidad, el hidroide marino Hydractinia se ha posicionado como un excelente modelo por su gran adaptabilidad en ensayos experimentales, posición a nivel evolutivo y sobre todo, su capacidad impresionante de regenerar la cabeza y una colonia completa.


Desde planarias que pueden formar a un individuo completo, hasta el famoso ajolote que recupera sus extremidades perdidas, existe una gama de organismos con capacidades contrastantes de regeneración. Organismos separados por cientos de millones de años inclusive presentan habilidades regenerativas y mecanismos muy similares: un fuerte caso de convergencia. Para comprender mejor este proceso, que podría explicar por qué nosotros tenemos capacidades limitadas de regeneración, se han usado organismos modelo por décadas, siendo las planarias las estrellas de la biología regenerativa, aunque no por tanto.


Hoy en día existen herramientas poderosas para estudiar los mecanismos de la regeneración. Algunas de ellas nos permiten manipular genéticamente a diferentes especies, obtener información genética masiva e inclusive observar su desarrollo en tiempo real. Todo esto ha hecho apostar por otros organismos antes no explorados, y comprender cómo hemos adquirido o perdido diferentes habilidades y características; estas especies recientemente estudiadas son llamadas modelos emergentes. Entre organismos modelo atípicos tenemos al cnidario Hydractinia, el cual lleva décadas siendo estudiado en diferentes campos de la biología (desarrollo, inmunología, etc). Sin embargo, la utilidad de sus habilidades regenerativas aún es muy discreta y está en constante desarrollo.


"Entre organismos modelo atípicos tenemos al cnidario Hydractinia, el cual lleva décadas siendo estudiado en diferentes campos de la biología."

Ciclo de vida y estructura colonial de Hydractinia. Tomado de Bradshaw B et al. eLife (2015)

Conozcamos a Hydractinia: 

Hydractinia es un cnidario de reproducción asexual y sexual, con capacidad de formar colonias. Los pocos requerimientos para su cultivo y mantenimiento, sumado a su relativa transparencia e impresionantes capacidades regenerativas lo han convertido en un modelo excelente para estudios de biología celular y del desarrollo. 


Hay una amplia variedad de herramientas disponibles para manipular a este organismo con propósitos de investigación. Podemos por ejemplo, inhibir o desactivar la función de genes usando RNAi o CRISPR/Cas9, respectivamente. Por otro lado, su genoma se encuentra en vías de secuenciamiento y ya existen métodos estandarizados para rastrear la actividad de las células en organismos vivos mediante ingeniería genética y microscopía de alta resolución.


Con todas estas ventajas, el grupo del Dr. Uri Frank en Irlanda demostró la capacidad migratoria de células madre en Hydractinia modificándolas genéticamente para ser rastreadas in vivo. En este trabajo publicado en eLife, demostraron que las células madre migran de la región posterior a la anterior del cnidario ante la pérdida de la cabeza. Este fascinante descubrimiento dio pie a estudios a mayor profundidad sobre el poder de las células madre y se han encontrado grandes similitudes con mecanismos en humanos.


Secuencia del proceso de regeneración de la cabeza en Hydractinia tras amputación. Tomado de Bradshaw B et al. eLife (2015)


Migración de células proliferativas hacia la región anterior durante el proceso de regenración en Hydractinia. Tomado de Bradshaw B et al. eLife (2015)

Quedan muchas preguntas abiertas y nuevos planteamientos con respecto a Hydractinia y su capacidad regenerativa. Este organismo promete traernos más sorpresas en aspectos celulares, regenerativos y evolutivos, y seguirá arrojando luces sobre por qué hemos perdido la capacidad de regenerar partes completas de nuestro cuerpo (¿o tal vez solo está apagada?).


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