Luis Alfredo Cruz Ramírez, jefe del laboratorio de Complejidad Molecular y del Desarrollo en el Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad (Langebio), del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional, desde hace año y medio investiga la información genética de las salamandras por medio de la secuenciación de transcriptomas, es decir, de los ácidos ribonucleicos mensajeros (ARNm).

En esta primera etapa se estudia al ajolote Ambystoma mexicanum, en peligro de extinción, y al Ambystoma velasci. La idea es tener la información de las 17 especies del género Ambystoma, ya que son endémicas de México.

Los objetivos que persigue el equipo de Cruz Ramírez son diversos. Van desde contar con la mayor información para detectar los genes que intervienen en la extraordinaria capacidad regenerativa de órganos y tejidos, pasando por su conservación y potencial reintroducción –porque las 17 especies están en diversos grados de amenaza y se requieren estudios genéticos detallados para evitar las mutaciones por cruzas entre parientes–, hasta la creación de un banco de germoplasma o una colonia de las 17 salamandras vivas.

El primer proyecto que nos propusimos fue obtener la mayor cantidad de información genética de estos animales, a las cuales nadie ha secuenciado en el mundo, debido a que el genoma del axolote y del resto de las salamandras es 10 veces más grande que el del ser humano. Secuenciarlo y analizarlo sería muy costoso. Por ello, se estudiará la transcriptómica, la cual consiste en determinar las secuencias de los ARNm de los genes que codifican para proteínas, explicó Cruz Ramírez.

Proceso del estudio

El proyecto, que está en proceso de recibir financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), prevé la extracción de tejido de partes del cuerpo de individuos Ambystoma mexicanum y Ambystoma velasci que tienen propiedades regenerativas, como cola, patas, branquias, hígado y corazón. Asimismo, se les extraerá el ARNm del núcleo, citoplasma y mitocondrias de las células.

Hay gran cantidad del ARNm que no codifica o que no son secuencias para mensajeros, así que extraeremos los mensajeros que sí codifican para una proteína y los mandaremos a secuenciar, dijo el investigador.

Una vez que se tienen las bibliotecas de ARNm, se colocan adaptadores y se secuencian. Un especialista en informática revisa para detectar cualquier error en la secuencia. Después se anotan los transcritos como unigenes que codifican para una proteína o una enzima; por ejemplo, una proteína específica se puede expresar mucho más en el hígado que en una pata, precisó.

En el proceso de caracterización funcional de la regeneración, se realiza el análisis y predicción de la presencia de genes que intervienen en dicho fenómeno; posteriormente se pasa a la parte experimental para demostrar que las predicciones son ciertas, cortando en las salamandras vivas alguna extremidad, detalló Cruz Ramírez.

En el laboratorio de Complejidad Molecular y del Desarrollo, a los Ambystoma mexicanum y A. velasci se les cortó una pata o una branquia y se comparó cuánto tiempo tardan en regenerar con la finalidad de analizar en qué etapa de su vida tienen mayor capacidad en ello. Se sabe que una extremidad de un Ambystoma metamorfoseado tarda 10 veces más en regenerar que la de uno en estado neoténico, esto es, cuando las salamandras pueden reproducirse en estado larvario.

Luis Alfredo Cruz abundó: “algo tienen las células de la etapa larvaria que promueven la capacidad regenerativa. Los embriones de ratón, humano y axolote tienen la capacidad de regenerar, pero en la adultez la pierden, excepto el ajolote: sus tejidos crecen en completo orden sin que le dé cáncer –a diferencia de los humanos u otros animales–, debe ser algo que no hemos identificado en una proteína, un ARN pequeño que está en regiones intergénicas o un metabolito”.

Se estudia el proceso de metamorfosis de los Ambystomas porque hay unos que sí se convierten en salamandras terrestres cuando llegan a la adultez, mientras el Ambystoma mexicanum siempre tiene forma larval. Su neotenia es obligada, pues si se expone a ciertas condiciones de estrés como cambio de temperatura, alimento o si es extraído de su hábitat, metamorfosea y muere. En cambio, A. velasci sí es capaz de transformarse en salamandra terrestre si se expone a condiciones adversas. Su neotenia es facultativa.

En el laboratorio se tienen ejemplares de Ambystoma dumerilii, Ambystoma rivulare, Ambystoma ordinarum y Ambystoma granulosum a los que, de contar con el apoyo económico, se secuenciarán los transcriptomas y se les cortarán extremidades para comparar su capacidad de regeneración. Una pareja será para el banco de germoplasma y otra para experimentar. La meta es hacer los estudios a las 17 especies de salamandras, ya que todas tienen colores, patrones de manchas y capacidades metamórficas y de regeneración distintas.

El trabajo de captura de las especies y el plan de tener el banco de germoplasma vivo se ha realizado en colaboración con el Centro de Investigaciones Biológicas y Acuícolas de Cuemanco (CIBAC) de la Universidad Autónoma Metropolitana, ya que cuentan con los permisos nacionales de captura y trabajan en la reintroducción de los Ambystomas a su hábitat.