Desde que Lazzaro Spallanzani lo informó en 17681, la regeneración de las extremidades de la salamandra ha sido uno de los fenómenos regenerativos naturales más estudiados que ha enamorado a los biólogos durante siglos. La regeneración exitosa de las extremidades depende de la formación, el crecimiento y el patrón posterior de una estructura celular indiferenciada conocida como blastema. Los investigadores han logrado avances significativos en la comprensión de la composición celular del blastema, así como qué tejidos de soporte y tipos de células son necesarios para su formación2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13 . Sin embargo, los mecanismos de señalización coordinados entre diferentes tejidos y tipos de células que conducen al inicio de la formación de blastemas siguen siendo poco conocidos.
Un requisito clave para la formación y regeneración exitosa del blastema es la epidermis de la herida, un epitelio transitorio y especializado que cubre el plano de amputación dentro de las 12 horas posteriores a la amputación10. Después de la amputación, las células epiteliales de la piel intacta proximal a la lesión migran rápidamente sobre el plano de amputación para formar un epitelio de herida delgada14. A medida que el blastema se forma en las semanas siguientes, la epidermis de la herida temprana se convierte en una estructura de señalización epitelial más gruesa llamada capuchón epitelial apical (AEC)15. Mientras que la piel normal de espesor completo contiene una capa epitelial y dérmica separada por una lámina basal, la epidermis de la herida/AEC consiste únicamente en una capa epitelial y carece de una lámina basal16,17. La ausencia de la lámina basal y la dermis permite el contacto directo entre las células epiteliales de la herida y los tejidos subyacentes, lo que facilita la señalización bidireccional entre los dos compartimentos, que es crítica tanto para la formación como para el mantenimiento del blastema17,18.
Los estudios experimentales clásicos idearon varios métodos quirúrgicos innovadores para sondear la función y la necesidad de la epidermis / AEC de la herida a través de la inhibición de su formación. Estos métodos incluyeron la sutura19 o el injerto de piel de espesor completo20,21 sobre el plano de amputación, la sutura inmediata de la extremidad amputada en la cavidad corporal22 y la extracción o irradiación diaria continua de la epidermis de la herida temprana y la AEC23,24. En conjunto, estos experimentos no solo establecieron la importancia de la epidermis de la herida/AEC, sino que también determinaron aún más su papel en la histólisis tisular temprana, así como en el mantenimiento de la proliferación de células progenitoras y el crecimiento blastemal13 a lo largo de la regeneración.
Sin embargo, estos estudios previos se limitaron en gran medida a la tinción histológica, así como a los pulsos de timidina tritiados para rastrear la proliferación celular. De hecho, la revisión de estos experimentos clásicos con tecnologías modernas de secuenciación y técnicas funcionales en salamandras se ha realizado recientemente y ha llevado al descubrimiento de roles adicionales para la epidermis de la herida en la modulación de la inflamación y la degradación / deposición de ECM durante las primeras etapas de la regeneración25. Con la liberación de varias secuencias del genoma y transcriptoma de la salamandra26,27,28,29,30,31,32,33,34, así como el creciente número de métodos funcionales disponibles en las especies de salamandras11,35,36,37,38 , los investigadores ahora están bien posicionados para comenzar a desentrañar los mecanismos moleculares que impulsan la formación de la epidermis de la herida, la función y el desarrollo de AEC.
Desafortunadamente, varios de estos métodos clásicos utilizados para inhibir la formación de la epidermis de la herida son técnicamente desafiantes, presentando dificultades para la reproducibilidad entre réplicas biológicas en el mismo experimento. Por ejemplo, mantener los injertos de piel puede ser un desafío, ya que los injertos pueden eventualmente caerse de la extremidad huésped y la extirpación de la epidermis de la herida / AEC diariamente es difícil sin dañar los tejidos subyacentes. Además, suturar la extremidad amputada en la cavidad corporal es un desafío y también requiere una lesión adicional en el sitio de inserción. Por otro lado, suturar la piel de espesor completo inmediatamente sobre el plano de amputación es relativamente simple, técnicamente reproducible e introduce un daño tisular mínimo. Este método quirúrgico de colgajo de piel completa (FSF) fue desarrollado previamente por Anthony Mescher en 1976 en tritones adultos (Notophthalmus viridiscens). Demostró que la cirugía FSF inhibió la formación y función de la epidermis de la herida al prohibir tanto la migración de células epiteliales sobre el plano de amputación como el contacto directo entre las células epiteliales y los tejidos subyacentes.
Aquí, este procedimiento quirúrgico se muestra paso a paso utilizando la extremidad axolotl. Junto con las tecnologías moleculares y de secuenciación modernas, esta técnica puede resultar muy útil para que los investigadores profundicen nuestra comprensión de la formación y función de la epidermis de la herida / AEC durante la regeneración de las extremidades.