Un blastema ( griego βλάστημα , "descendencia" [1] ) es una masa de células capaz de crecer y regenerarse en órganos o partes del cuerpo. Holland (2021) revisó la cambiante definición de la palabra "blastema". [2] Un amplio estudio de cómo se ha utilizado blastema a lo largo del tiempo saca a la luz una historia algo complicada. La palabra entró en el vocabulario biomédico en 1799 para designar una siniestra baba acelular que era el punto de partida para el crecimiento de los cánceres, que, en ese momento, se creían acelulares, como revisó Hajdu (2011, Cancer 118: 1155-1168). Luego, a principios del siglo XIX, la definición se amplió para incluir zonas de crecimiento (aún consideradas acelulares) en embriones de plantas y animales sanos y de desarrollo normal. En la misma época, los especialistas en cáncer eliminaron el término de su vocabulario, tal vez porque sintieron que un término que connota un estado de salud y normalidad no era apropiado para describir una condición patológica. Durante las décadas centrales del siglo XIX, Schleiden y Schwann propusieron la teoría celular, y Remak y Virchow insistieron en que las células solo pueden generarse por división de las existentes. En consecuencia, la concepción del blastema cambió de acelular a celular. Más específicamente, el término pasó a designar una población de células embrionarias que dieron origen a un tejido particular. En resumen, el término blastema comenzó a usarse para referirse a lo que los embriólogos modernos comenzaron a llamar cada vez más un rudimento o Anlage. Es importante destacar que el término blastema aún no se refería a una masa de células de aspecto indiferenciado que se acumula relativamente temprano en una parte del cuerpo en regeneración. Por ejemplo, Morgan (1900), no usa el término ni una sola vez en su libro clásico, “Regeneration”. No fue hasta la víspera de la Primera Guerra Mundial que Fritsch (1911, Zool. Jb. Zool. Physiol. 30: 377-472) introdujo el término blastema en el sentido moderno, tal como lo utilizan ahora los estudiosos contemporáneos de la regeneración. En la actualidad, el antiguo uso de blastema para referirse a un rudimento embriológico normal ha desaparecido en gran medida (excepto para describir aspectos del desarrollo del riñón y, en menor medida, de la glándula suprarrenal).
Durante el siglo pasado, se pensaba que los blastemas estaban compuestos de células pluripotentes indiferenciadas , pero investigaciones recientes indican que en algunos organismos los blastemas pueden retener la memoria del origen del tejido. [3] Por lo general, se encuentran en las primeras etapas del desarrollo de un organismo , como en los embriones , y en la regeneración de tejidos , órganos y huesos . [4]
Algunos anfibios, ciertas especies de peces y dos especies de ratones espinosos africanos pueden producir blastemas cuando son adultos. [5] Por ejemplo, las salamandras pueden regenerar muchos órganos después de su amputación, incluidas sus extremidades, cola, retina e intestino . [6] Sin embargo, la mayoría de los animales no pueden producir blastemas.
Cuando se corta la extremidad de la salamandra, una capa de epidermis cubre la superficie del sitio de la amputación. En los primeros días después de la lesión, esta epidermis herida se transforma en una capa de células de señalización llamada capa epitelial apical (AEC), que tiene un papel vital en la regeneración. Mientras tanto, los fibroblastos del tejido conectivo migran a través de la superficie de la amputación para encontrarse en el centro de la herida. Estos fibroblastos se multiplican para formar un blastema, el progenitor de una nueva extremidad. [7]
Un organismo modelo importante para estudiar la regeneración de las extremidades es Ambystoma mexicanum , una salamandra neoténica con capacidades regenerativas excepcionales . [8] La regeneración de las extremidades en estas salamandras involucra el blastema. [8] [9] Las células del blastema, durante la regeneración de las extremidades, experimentan roturas de doble cadena de ADN y, por lo tanto, requieren una forma de reparación del ADN conocida como recombinación homóloga que se ocupa de las roturas de doble cadena. [9] Además, las células del blastema probablemente sufren alteraciones epigenéticas durante la regeneración de las extremidades. [10]
Las células del blastema pueden diferenciarse en cualquier tipo de célula, con excepción de las neuronas. Esto significa que los axones que se cortan pueden ser regenerados por las células del blastema, pero si el soma de una neurona está dañado, no se puede crear una nueva neurona. Como resultado, los órganos neuronales no se pueden regenerar.
Como se mencionó anteriormente, existen varios tipos diferentes de organismos que pueden utilizar un blastema regenerativo como adultos. Estos organismos incluyen anfibios urodelos, peces cebra y platelmintos planarios como principales criaturas de estudio. En los platelmintos, la formación de un blastema necesita células madre adultas que se denominan neoblastos para que se produzca cualquier tipo de regeneración. [11] Los platelmintos utilizan estas células indiferenciadas para la regeneración después de que los factores paracrinos puedan proporcionar señales desde la superficie de la herida. Las células del blastema también se conocen como neoblastos clonogénicos (cNeoblastos) que pueden moverse al sitio de la herida y reformar el tejido. [12] En los anfibios urodelos, los estudios sugieren que la desdiferenciación de las células conduce a la formación de un blastema que puede formar múltiples tipos de tejido después de la amputación de sus colas y se produce la curación de la herida. [13] [14] En el pez cebra, y en general, parece que los expertos aún no están seguros de qué forma realmente el blastema. Sin embargo, dos teorías comunes que se han expresado a menudo son la desdiferenciación celular y el reclutamiento de células madre al sitio de la herida. [15]
Se ha demostrado que existen varias vías de señalización diferentes que están involucradas en la regeneración de las extremidades a través de la formación del blastema. En los platelmintos , los estudios sugieren que después de usar la interferencia de ARN, se encontró que Smad - beta-catenina -1 establecía el eje anteroposterior . Las inhibiciones de esto dan como resultado una polaridad invertida a través del blastema. [11] Los urodelos usan hedgehog para el patrón dorsal-ventral de su cola en regeneración y su tejido circundante. Esto fue sugerido por su inhibición que conduce a blastemas reducidos. [14] El pez cebra parece usar la señalización de IGF en la regeneración de las extremidades, ya que su inhibición condujo a pistas de que eran necesarios para la función del blastema. [16]