I segreti della rigenerazione del corpo racchiusi nell’Axolotl

Con il suo simpatico aspetto e con i suoi colori eccentrici, l’Axolotl (nome comune: Axolotl, nome scientifico: Ambystoma mexicanum) è diventato un organismo modello per la ricerca scientifica e in tempi recenti un animale da compagnia, viene riprodotto con successo in cattività, pur restando in natura un esemplare altamente a rischio d’estinzione.

Cos’è l’Axolotl?

L’Axolotl è un anfibio urodelo, precisamente una salamandra neotenica originaria di alcuni laghi del Messico. Quando parliamo di neotenia ci riferiamo ad un processo evolutivo in cui lo sviluppo dell’organismo viene ritardato rispetto alla sua maturazione sessuale, mantenendo le caratteristiche morfologiche giovanili, al contempo riuscendo ad effettuare la riproduzione pur trovandosi allo stadio larvale.

Sono carnivori e i loro habitat tipici sono piccole pozze d’acqua, che possono scomparire per evaporazione durante periodi di clima secco, questo può indurli a metamorfosi, perdendo le branchie e sviluppando i polmoni, rendendoli individui di tipo terrestre. Gli Axolotl sono artificialmente forzati alla metamorfosi con il trattamento di ormoni tiroidei tiroxina (T4), triiodotironina (T3), questi svolgono un ruolo essenziale per il processo di metamorfosi in tutti gli anfibi.

Esemplare di axolotl
Figura 1 – Esemplare di axolotl (credit: Zooplus.it)

Perché sono considerati una risorsa nel campo scientifico?

Le salamandre sono esemplari importanti per lo studio sulla rigenerazione degli arti, degli organi e dei tessuti – processo già noto nel Settecento grazie agli studi del biologo gesuita Lazzaro Spallanzani – poiché in grado di sostituirli con facilità a qualsiasi età. Il loro altamente ripetitivo genoma ha reso il sequenziamento di quest’ultimo un’impresa assai ardua per i ricercatori. In questi ultimi anni, tuttavia, inaspettatamente si è riusciti a sequenziare l’intero genoma dell’Axolotl. Questo è di certo un gran passo in avanti per aiutarci a comprendere i processi di rigenerazione e come possano essere applicati in ambito medico. I misteri da chiarire però ci sono e rimangono tanti e riguardano l’informazione contenuta nella sequenza del genoma.

Rigenerazione di un arto nell'Axolotl
Figura 2 – Rigenerazione di un arto nell’Axolotl (credit: http://biodiversipedia.pbworks.com/)

Cellule coinvolte nella rigenerazione delle strutture

Numerosi esperimenti sono stati effettuati per comprendere l’origine della provenienza delle cellule che vanno a formare una nuova appendice. Dopo l’amputazione di un arto, le cellule del blastema si differenziano in ossa, muscoli e tessuti. Le cellule del blastema sono un gruppo di cellule che rimangono a lungo indifferenziate e proliferando danno origine a diverse strutture.

Un nuovo arto si viene così a formare. È bene precisare che la ricrescita degli arti può avvenire anche più volte, ma non è un processo perenne: dopo cinque amputazioni circa l’Axolotl non è più in grado di rigenerare l’arto amputato. Inoltre, le informazioni posizionali sono essenziali per permettere la corretta ricrescita dell’arto. Queste informazioni sono trasportate sia dalle cellule del tessuto connettivo, i fibroblasti, sia dall’acido retinoico, un derivato della vitamina A.

Anche le cellule immunitarie, in particolar modo i macrofagi, svolgono un ruolo cruciale per la rigenerazione delle strutture nelle salamandre. I macrofagi sono elementi cellulari del sangue e dei tessuti connettivi, esplicano la loro attività in tutti i processi infiammatori fagocitando batteri, cellule morte, detriti cellulari e altro materiale estraneo presente nella matrice extracellulare.

Si è visto, infatti, che i macrofagi aiutano a controllare l’infiammazione che andrebbe a mettere in pericolo l’intero processo di rigenerazione.

Potenziali applicazioni in ambito medico

Le applicazioni possibili sarebbero molteplici e porterebbero un notevole contributo nel migliorare le terapie con cellule staminali per occhi che invecchiano, guarire i polmoni umani, usare le proteine come indicatori di ripresa da lesione traumatiche degli arti. I ricercatori hanno anche dimostrato come l’ambiente tissutale di un arto di salamandra che si rigenera va a controllare il comportamento delle altre cellule.

Un giorno potremmo essere in grado di regolare l’ambiente intorno a una cellula cancerosa e indurla a comportarsi in modo non anomalo. È sorprendente adesso riflettere su tutte le straordinarie potenzialità e capacità racchiuse in questo piccolo e simpatico anfibio messicano.

Si ringrazia Chiara Napolitano per la gentile concessione dell’articolo “I segreti della rigenerazione del corpo racchiusi nell’Axolotl

Fonti:

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