A double fluorescence chimeric limb regeneration model reveals muscle fiber reconnection during axolotl limb regeneration / Modelo de regeneración quimérica de doble fluorescencia del miembro revela la reconexión de la fibra muscular durante la regeneración del miembro axolotl

SUMMARY: Axolotl limb regeneration is a fascinating characteristic that has attracted attention for several decades. Our previous studies on axolotl limb regeneration indicated that the satellite cells in the remnant muscles move distally into the blastema to regenerate new muscles that are separated by a gap from remnant muscles. Thereafter, the regenerative muscle fibers start to reconnect with remnant ones. In this study, the reconnection at the individual muscle fiber level was elucidated to test the hypothesis that this reconnection happens synchronously among involved muscles. Three pairs of EGFP+ mid-bud stage blastemas were transplanted onto freshly amputated stumps of RFP+ axolotls at the same thigh position to generate double fluorescence chimeric regenerative hindlimbs. These regenerative limbs were harvested very late far beyond they had reached the late differentiation stage. Fluorescence imaging of these limbs in cross sections revealed that in the proximal remnant part of the muscle fiber, reconnection occurred at a different pace among the muscles. In the major thigh muscle gracilis, the reconnection started from the periphery before it was completed. Furthermore, RFP+ muscle fibers contributed to muscle regeneration in the distal regenerative parts. Intriguingly, this red cell contribution was limited to ventral superficial muscles of the calf. This kind of double fluorescence chimeric limb regeneration model may help increase the understanding of the patterning of axolotl limb regeneration in late stages.

RESUMEN: La regeneración del miembro de Axolotl es una característica fascinante que ha llamado la atención durante varias décadas. Nuestros estudios previos sobre la regeneración del miembro del Axolotl indicaron que las células satélite en los músculos remanentes se mueven distalmente hacia el blastema para regenerar nuevos músculos que están separados por una brecha de músculos remanentes. A partir de entonces, las fibras musculares regenerativas comienzan a reconectarse con las restantes. En este estudio, se aclaró la reconexión a nivel de fibra muscular individual para probar la hipótesis de que esta reconexión ocurre sincrónicamente entre los músculos involucrados. Se trasplantaron tres pares de blastemas EGFP+ en la etapa de yema media en tocones recién amputados de axolotls RFP+ en la misma posición del muslo para generar miembros posteriores regenerativos quiméricos de fluorescencia doble. Estos miembros regenerativos se cosecharon muy tarde mucho más allá de haber alcanzado la etapa de diferenciación tardía. Las imágenes de fluorescencia de estos miembros en secciones transversales revelaron que en la parte remanente proximal de la fibra muscular, la reconexión se produjo a un ritmo diferente entre los músculos. En el músculo grácil, la reconexión comenzó desde la periferia antes de completarse. Además, las fibras musculares RFP+ contribuyeron a la regeneración muscular en las partes regenerativas distales. Curiosamente, esta contribución de glóbulos rojos se limitó a los músculos superficiales ventrales de la pantorrilla. Este tipo de modelo de regeneración quimérica de doble fluorescencia del miembro puede ayudar a aumentar la comprensión del patrón de la regeneración del miembro del Axolotl en etapas tardías.

A comparative study of fixatives for axolotl blastema tissue / Estudio comparativo de fijadores para el tejido blastema del axolotl

Regeneration is defined as tissue renewal and functional restoration process of the damaged parts of the body after an injury. Ambystoma mexicanum, commonly named the Axolotl, is one of the unique vertebrates, which has a remarkable ability to regenerate their extremities following the amputation. Although the process of regeneration includes several periods, it can be divided into two main phases; blastema formation and dedifferentiation. In the couple of hours following the amputation, wound closure occurs by migration of epithelial cells around the amputation site followed by macrophage infiltration and dedifferentiation of cells to turn into stem cells. Accumulated stem cells form a very authentic tissue type called blastema, which is crucial for successful regeneration. In order to evaluate this exceptional tissue and acquire high quality images, it is crucial to employ specific procedures to prepare the tissue for imaging. Here, in this study, we aimed to investigate success of various fixative solutions (Carnoy's, Bouin's, % 10 NBF, Clarke's, Alcoholic Formaline and AFA) to monitor the fixed blastema. Our data reveals that integrity of the blastema tissue differs among used fixatives and a significant difference is observed between the samples in terms of staining quality.

La regeneración se define como la renovación del tejido y el proceso de restauración funcional de las partes dañadas del cuerpo después de una lesión. Ambystoma mexicanum, comúnmente llamado Axolotl, es uno de los únicos vertebrados que tiene una notable capacidad para regenerar sus miembros después de una amputación. Aunque el proceso de regeneración incluye varios períodos, se puede dividir en dos fases principales: formación del blastema y desdiferenciación. En el par de horas después de la amputación, el cierre de la herida ocurre por la migración de células epiteliales alrededor del sitio de la amputación seguido por una infiltración de macrófagos y la desdiferenciación de las células para convertirse en células madre. Las células madre acumuladas forman un tipo de tejido muy diferenciado denominado blastema, que es crucial para una exitosa regeneración. Para evaluar este tejido y adquirir imágenes de alta calidad, es crucial emplear procedimientos específicos para la obtención de imágenes. En este estudio, se intentó investigar el éxito de varias soluciones fijadoras (Carnoy, Bouin, % 10 NBF, Clarke, Formalina Alcohólica y AFA) para monitorear la fijación del blastema. Nuestros datos revelan que la integridad del tejido del blastema difiere entre los fijadores utilizados y una diferencia significativa observada entre las muestras se da en términos de la calidad de tinción.

Functional and structural regeneration in the axolotl heart (Ambystoma mexicanum) after partial ventricular amputation / Regeneración funcional y estructural del corazón de axolotl (Ambystoma mexicanum) después de amputación parcial del ventrículo

In the present study we evaluated the effect of partial ventricular amputation (PVA) in the heart of the adult urodele amphibian (Ambystoma mexicanum) in vivo on spontaneous heart contractile activity recorded in vitro in association to the structural recovery at one, five, 30 and 90 days after injury. One day after PVA, ventricular-tension (VT) (16 ± 3%), atrium-tension (AT) (46 ± 4%) and heart rate (HR) (58 ± 10%) resulted lower in comparison to control hearts. On days five, 30 and 90 after damage, values achieved a 61 ± 5, 93 ± 3, and 98 ± 5% (VT), 60 ± 4, 96 ± 3 and 99 ± 5% (AT) and 74 ± 5, 84 ± 10 and 95 ± 10% (HR) of the control values, respectively. Associated to contractile activity recovery we corroborated a gradual tissue restoration by cardiomyocyte proliferation. Our results represent the first quantitative evidence about the recovery of heart contractile activity after PVA in an adult urodele amphibian, indicating that the heart of A. mexicanum restores its functional capacity concomitantly to the structural recovery of the myocardium by proliferation of cardiomyocytes after PVA. These properties make the heart of A. mexicanum a potential model to study the mechanisms underlying heart regeneration in adult vertebrates in vivo.

En el presente estudio evaluamos el efecto de la amputación parcial del ventrículo (APV) del corazón de un anfibio urodelo adulto (Ambystoma mexicanum) in vivo, sobre la actividad contráctil espontánea del corazón registrada in vitro, a diferentes tiempos después de APV, en asociación a su recuperación estructural. Un día después del daño, los valores de tensión ventricular (TV) (16 ± 3%), tensión auricular (TA) (46 + 4%) y frecuencia cardiaca (FC) (58 + 10%), resultaron ser menores respecto al control. En los días cinco, 30 y 90 después del daño, los valores alcanzaron 61 ± 5, 93 ± 3 y 98 ± 5% (TV), 60 ± 4, 96 ± 3 y 99 ± 5% (AT) y 74 ± 5, 84 ± 10 y 95 ± 10% (FC) de los valores control, respectivamente. Además de la recuperación de la actividad contráctil, corroboramos la recuperación estructural y gradual del tejido miocárdico por proliferación de cardiomiocitos. Nuestros resultados representan la primera evidencia cuantitativa de la recuperación de la actividad contráctil del corazón de un anfibio urodelo adulto después de APV; indicando que el corazón de A. mexicanum recupera su capacidad funcional concomitantemente con la recuperación estructural del miocardio por proliferación de cardiomiocitos. El corazón de A. mexicanum es un modelo potencial para el estudio de los mecanismos de la regeneración miocárdica de vertebrados adultos in vivo.