Un paradigma de la Biología del Desarrollo es el control de la especificación del destino celular de las células indiferenciadas hacia distintos linajes. La extremidad embrionaria es un excelente modelo experimental para estudiar los mecanismos celulares y moleculares tempranos que controlan la especificación del destino celular. Durante el desarrollo embrionario de la extremidad existen distintas señales que actúan de manera sinérgica o antagónica para controlar el destino celular de las poblaciones celulares de la extremidad y que resulta en la formación de los diferentes tejidos que la componen, por ejemplo, cartílago, hueso, tendones, ligamentos etc. Un excelente modelo para estudiar la especificación del destino celular en la extremidad embrionaria es la zona de células indiferenciadas que se encuentran bajo la influencia de la cresta ectodérmica apical, que es un grupo de células subyacentes al epitelio distal de la extremidad y que presentan características de células indiferenciadas, y con alta capacidad proliferativa. En este trabajo, basado en resultados preliminares obtenidos en mi laboratorio, propongo que algunas de estas células tienen características de células troncales. Mi grupo de trabajo ha detectado marcadores de células troncales mesenquimáticas en extremidades embrionarias de ratón y de pollo. Por lo que en este proyecto pretendemos lograr la identificación y en su caso el aislamiento y caracterización de las células troncales mesenquimáticas ubicadas en la extremidad embrionaria del ratón. Este tipo de células tienen una alta capacidad de diferenciación hacia distintos linajes como lo son cartílago, adipocitos, hueso y músculo. Por lo tanto, es relevante la identificación de este grupo de células en la extremidad, ya que en ésta son capaces de formar otros tejidos adicionales como lo son los tendones y ligamentos. Por consiguiente este modelo es excelente para lograr conocer los mecanismos celulares y moleculares que controlan que las células troncales mesenquimáticas adquieran distintos destinos celulares, además de determinar el origen embrionario de las células troncales mesenquimáticas._x000D_ Por otro lado, se sabe que la regeneración de las extremidades en ajolotes, recapitula muchos procesos que ocurren durante la formación de las extremidades embrionarias. Interesantemente en mi grupo de trabajo hemos logrado la identificación de marcadores de células troncales mesenquimáticas y de células pluripotenciales en distintas etapas de la regeneración. Lo que hace sugerir que probablemente los ajolotes tienen alta capacidad regenerativa debido a que presentan células troncales mesenquimáticas y/o pluripotenciales. A diferencia, tal vez, de los mamíferos con nula capacidad de regeneración de las extremidades. Se sabe que la punta de los dedos de ratones en edad perinatal, en el humano hasta los dos años de edad, tiene capacidad de regenerarse, pero esta capacidad se pierde con el tiempo. En este mismo modelo de dedos amputados en la última falange, hemos observado la presencia de marcadores de células troncales. Por lo tanto consideramos relevante la identificación y en su caso el aislamiento y caracterización de las células troncales en los ratones perinatales. Además, al ser el ajolote un modelo de regeneración que presenta marcadores de células troncales pluripotenciales proponemos que el inducir la pluripotencialidad en la punta de los dedos amputados de ratones con los factores de pluripotencialidad Oct4, Nanog, Sox2, Klf4 se logrará inducir la regeneración de los dedos amputados en condiciones en que normalmentye no son capaces de hacerlo._x000D_ Los resultados que se obtengan serán de interés desde dos puntos de vista. En el primero se generará conocimiento sobre el origen embrionario de las células troncales mesenquimáticas en la extremidad. En segundo lugar, para establecer si la inducción de la pluripotencialidad es suficiente para inducir regeneración en animales con baja o nula capacidad de regeneración. Esto permitirá a futuro entender como activar los procesos de diferenciación o morfogénesis en modelos animales con nula capacidad regenerativa._x000D_

Aunque existe una gran cantidad de estudios enfocados a la aplicación terapéutica de las SC y al estudio de la biología de estas células, incluida su identificación en diferentes tejidos adultos, poco se sabe sobre la ontogenia de estas células en el embrión. Este trabajo está dividido en dos partes, la primera parte se enfocará a determinar la existencia de SC en la zona de células indiferenciadas de la extremidad y en las zonas interdigitales. Hasta ahora nuestro grupo de trabajo ha identificado la presencia de marcadores moleculares de SC, pero esto de ninguna manera demuestra la existencia de SC en la extremidad embrionaria. Por lo tanto, la principal contribución del proyecto radica en la generación del conocimiento sobre la existencia o no de SC en la región de células indiferenciadas de la extremidad embrión y en caso de determinar que esta zona presenta SC, entonces determinar si es la fuente de SC presentes en los diferentes tejidos de la extremidad en etapas más avanzadas. Esto es sumamente importante, ya que de comprobar nuestra hipótesis nos permitiría profundizar sobre el conocimiento de los mecanismos moleculares y celulares que controlan la formación de las SC específicas para cada tejido. Y por lo tanto, intentar controlar su programa de diferenciación para favorecer la regeneración de esos tejidos._x000D_ Esto nos lleva a la segunda parte de este proyecto enfocada a la regeneración de extremidades. En esta sección nos interesa determinar si la capacidad regenerativa que tiene el ajolote en comparación con animales que tienen baja o nula capacidad regenerativa se debe a la presencia de SC. Se ha sugerido que la expresión de marcadores de células pluripotenciales (Oct4 y Sox2) en las células del blastema podría ser requerida para la regeneración. El humano tiene nula capacidad para regenerar sus extremidades, aunque se han reportado casos en los que niños de hasta dos años de edad fueron capaces de regenerar la última falange. Por lo tanto, el evaluar la presencia de marcadores y mejor aún identificar la presencia de SC en el modelo de regeneración de la última falange en ratones perinatales podría aportar conocimiento sobre como activar, en un futuro, los procesos de diferenciación y morfogénesis en modelos animales con nula capacidad regenerativa. En este sentido pretendemos establecer si la inducción de la pluripotencialidad con los factores inductores de iPSC son capaces de inducir regeneración en puntas de dedos en condiciones en los que normalmente esto no ocurre. De lograrse este objetivo sería una gran contribución a la generación del conocimiento sobre la regeneración en mamíferos._x000D_ _x000D_ _x000D_