les planàries. organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · aquesta capa és la...

50
LES PLANÀRIES organismes model per a l’estudi de la regeneració Autora: Berta Estrada Bes Tutora del treball: Susanna Esquius Curs: 2017/2018

Upload: others

Post on 15-Aug-2021

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

LES PLANÀRIES

organismes model per a

l’estudi de la regeneració

Autora: Berta Estrada Bes

Tutora del treball: Susanna Esquius

Curs: 2017/2018

Page 2: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

2

Índex

Introducció ........................................................................................................................ 3

1. Les planàries ................................................................................................................4

1.1 Hàbitat i distribució.........................................................................................4

1.2 Estructura interna...........................................................................................5

1.3 Alimentació i digestió......................................................................................8

1.4 Reproducció i desenvolupament....................................................................9

1.5 Classificació de les planàries.........................................................................10

2. L’espècie Schmidtea mediterranea...........................................................................11

2.1 Importància de l’espècie...............................................................................12

3. Les cèl·lules mare.......................................................................................................13

3.1 Cèl·lules mare i medicina..............................................................................16

3.2 Els neoblasts..................................................................................................18

4. La regeneració............................................................................................................20

4.1 La regeneració de les planàries.....................................................................22

5. Treball de camp..........................................................................................................25

5.1 El departament de genètica..........................................................................25

5.2 Observació dels neoblasts i del sistema nerviós mitjançant una

immunotinció amb PH3 i 3C11............................................................................27

5.3 La influència de diversos factors ambientals en la regeneració de les

planàries..............................................................................................................32

Conclusions del treball...................................................................................................46

Agraïments.....................................................................................................................47

Bibliografia.....................................................................................................................48

Page 3: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

3

Introducció

Després de la redacció d’un article científic sobre les planàries per al programa de

Joves i Ciència em va sorgir la motivació de seguir investigant en el tema i aprofundir-hi

mitjançant el treball de recerca ja que la regeneració de les planàries és un tema molt

actual i amb una gran influència en el món de la genètica.

Les planàries són uns cucs plans, de simetria bilateral i vida lliure que pertanyen al

fílum dels platihelmints. Són uns dels organismes amb més capacitat de regeneració

gràcies als neoblasts, cèl·lules mare pluripotents amb capacitat de diferenciar-se en

tots els tipus cel·lulars de l’organisme.

Aquest treball consisteix, doncs, en l’estudi de la capacitat regenerativa de les

planàries.

Les planàries es poden considerar un organisme adult amb característiques

embrionàries ja que presenta cèl·lules mare adultes. Això, les converteix en un model

excel·lent d’estudi de fenòmens de determinació i manteniment del patró, del control

dels neoblasts, de la regeneració i de l’homeòstasi. Ja fa 100 anys que les planàries

s’utilitzen com a model de molts estudis científics.

El treball té com a objectius estudiar les planàries, en concret l’espècie Schmidtea

mediterranea, investigar sobre els neoblasts i la seva distribució, analitzar la

regeneració i els processos que aquesta comporta, experimentar la influència dels

factors ambientals en la regeneració de les planàries i conèixer les tècniques de

laboratori emprades en l’estudi d’aquests organismes.

Per a l’elaboració d’aquest treball s’ha fet una recerca bibliogràfica juntament amb dos

treballs de camp elaborats seguint el mètode científic. En el primer experiment, s’ha

realitzat una immunotinció amb dos anticossos diferents per a poder observar la

distribució dels neoblasts i del sistema nerviós al llarg del cos de les planàries. En el

segon experiment, s’ha analitzat com influeixen la llum, la temperatura i el lloc de tall

en la regeneració de les planàries i la seva activitat mitjançant l’observació de quatre

grups de planàries sotmesos a diverses condicions.

Page 4: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

4

1. Les planàries

Les planàries són organismes que

pertanyen al regne animal, el fílum

dels platihelmints i a la classe dels

turbel·laris. Són organismes

aplanats, no segmentats i de vida

lliure.

1.1 Hàbitat i distribució

Les planàries, molt sensibles a la

dessecació, habiten en ecosistemes aquàtics o ambients terrestres humits. La majoria

d’espècies són d’aigua dolça i habiten en basses i rius o sota roques. D’altres estan

adaptades a la vida marina i habiten en regons litorals amb sòls fangosos o sorrencs,

entre algues o conquilles. També hi ha espècies terrestres que es poden trobar sota

troncs, a la superfície, sota terra o en plantes sempre que es tracti de zones humides.

Les planàries es classifiquen amb un valor mitjà en les escales de puntuació dels índexs

de qualitat de les aigües ja que, en conjunt, es troben en un ampli ventall

d’ecosistemes aquàtics i tenen diferents gras de tolerància als nivells de mineralització

de l’aigua.

El coneixement de la seva distribució mundial és molt incomplet. Només les planàries

d’aigua dolça han estat suficientment estudiades en comparació amb les marines i les

terrestres.

Figura 1: Arbre filogenètic del regne animal.

Figura 2: a)Planària terrestre, b)Planària d’aigua dolça, c)Planària marina.

Page 5: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

5

Les planàries d’aigua dolça es troben distribuïdes per gairebé tot el planeta exceptuant

les zones de l’Àrtic, l’Antàrtida i algunes petites illes oceàniques.

Les planàries terrestres són fonamentalment tropicals a excepció d’alguna espècie de

la família dels rincodèmids, que es troba dispersa per gairebé tot el món.

De la distribució de les planàries marines se’n sap molt poc ja que tenen mètodes de

dispersió passiva (larves planctòniques dispersades a través de corrents marins i

masses d’ous transportades per altres organismes).

Figura 3: Mapa de la distribució mundial de les planàries d'aigua dolça.

1.2 Estructura interna

Són animals triblàstics. Tenen tres capes germinatives formades per teixit embrionari:

l’ectoderma, el mesoderma i l’endoderma. L’ectoderma és la capa distal, és a dir la

més externa. Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del

sistema nerviós i l’epidermis. El mesoderma es troba entre l’ectoderma i l’endoderma.

Aquesta capa es pot diferenciar per a formar les gònades i part del teixit muscular.

L’endoderma és la capa proximal, és a dir, la més interna. Aquesta és la capa que es

diferencia per a formar teixits com el de l’aparell digestiu i de l’aparell respiratori.

Page 6: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

6

Són organismes acelomats, ja que

no tenen una cavitat general

anomenada celoma. Presenten un

cos massís i entre l’epidermis i

l’intestí hi ha una massa de

cèl·lules que formen el teixit

mesenquimal i les fibres

musculars. El mesènquima és un

teixit indiferenciat produït pel mesoderma i a vegades també per l’ectoderma. Les

cèl·lules que el componen estan disperses i tenen una matriu extracel·lular molt

gruixuda. Aquestes propietats donen al teixit una naturalesa fluida que permet la

migració de les cèl·lules que el componen de manera fàcil. Les funcions del teixit

mesenquimal consisteixen en donar suport estructural, formar un lloc per al dipòsit de

greix, ajudar en la defensa i protecció del cos.

Les planàries són organismes tous ja que no presenten teixit esquelètic. Són aplanats

dorsoventralment i mostren simetria bilateral. No presenten sistema circulatori ni

respiratori; cada cèl·lula individualment obté l’oxigen per difusió amb l’exterior. El seu

cos conté músculs distribuïts de manera longitudinal, diagonal i circular que permeten

esquivar obstacles. Les cèl·lules epitelials

ciliades de la superfícies ventral són les que

permeten la locomoció i donen a les

planàries la capacitat de lliscar sobre

superfícies.

Com que no tenen sistema circulatori, el

sistema excretor té un paper molt

important en l’organisme. Aquest sistema

està compost per túbuls que recorren tot el

cos d’on surten túbuls laterals que contenen

solenòcits o cèl·lules flamígeres, absents en

les planàries marines. Aquestes cèl·lules

Figura 4: Capes germinatives i mesènquima.

Figura 5: Sistema excretor i solenòcit.

Page 7: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

7

ciliades permeten eliminar els residus líquids i l’excés d’aigua del cos passant-la als

budells. Allà s’allibera al medi exterior mitjançant els nefridis, uns porus superficials

que permeten eliminar les substàncies de rebuig. Aquestes cèl·lules tenen una funció

vital en la regulació de la osmosi i resulten indispensables per a les planàries d’aigua

dolça.

Les planàries tenen un sistema nerviós molt senzill, format per dos ganglis cefàlics que

estan connectats a dos cordons nerviosos ventrals paral·lels l’un de l’altre que

s’estenen longitudinalment al llarg de l’animal. Els cordons nerviosos estan connectats

entre si mitjançant els axons de neurones transversals que van des del cap fins la cua.

Figura 6: a)Parts del sistema nerviós, b)Immunotinció del sistema nerviós.

Són els invertebrats més senzills que presenten cefalització, és a dir que tenen

diferenciat de manera visible el cap de la cua. El cap té forma de fletxa i conté els

ganglis cefàlics, els ulls i dues aurícules. Els ulls estan connectats amb els ganglis

cefàlics encarregats de detectar la llum, però no permeten detectar imatges. Les

aurícules contenen quimioreceptors que utilitzen per trobar menjar.

Page 8: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

8

1.3 Alimentació i digestió

Són animals carnívors i carronyaires que s’alimenten d’animals tant vius com morts.

Les planàries d’aigua dolça s’alimenten de preses diverses com poden ser oligoquets,

cargols, larves d’insectes i crustacis. Les planàries terrestres s’alimenten, generalment,

de cucs de terra i llimacs. Les planàries marines s’alimenten de poliquets, crustacis i

petits mol·luscs.

El seu aparell digestiu està compost per la boca, la faringe i la cavitat gastrovascular. La

faringe és retràctil i muscular i està situada en posició ventral a la zona central de

l’organisme. Té la funció de boca i d’anus, ja que és la única obertura del cos de les

planàries i està connectada amb la cavitat gastrovascular. La cavitat gastrovascular és

un òrgan, d’una sola obertura, encarregat tant de la digestió del menjar com de la

difusió dels nutrients al llarg del cos. Està ramificada en tres conductes principals, un

d’anterior i dos de posteriors que alhora també es ramifiquen en conductes més fins.

Figura 7: Parts de l'aparell digestiu.

La digestió de les planàries és extracel·lular i intracel·lular. En primer lloc es dóna la

digestió extracel·lular que s’inicia quan la

boca s’enganxa a la presa i secreta enzims

digestius per tal d’estovar el teixit de la

presa i començar-lo a digerir. A continuació,

aquesta és xuclada per la faringe i és dirigida

cap a la cavitat gastrovascular on les cèl·lules

del teixit intestinal secreten enzims per a

poder dur a terme la digestió intracel·lular.

Figura 8: Planària amb la faringe enganxada a la presa.

Page 9: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

9

Finalment, els nutrients obtinguts són absorbits per les mateixes cèl·lules i són

distribuïts al llarg de tot l’organisme per difusió. Aquest sistema és el que permet

l’absència de sistema circulatori.

1.4 Reproducció i desenvolupament

Les planàries es poden reproduir sexualment, asexualment o d’ambdues maneres

alhora, depenent d l’espècie.

Les que es reprodueixen sexualment són hermafrodites, de fecundació creuada i

recíproca, exceptuant alguns casos. És a dir que cada organisme té un aparell

reproductor compost per un parell d’ovaris i múltiples testicles i, tot i la presència

d’ambdues gònades, un individu no es fecunda a ell mateix.

Els ovaris es troben molt a prop dels ulls. Els

testicles es disposen lateralment al llarg del

cos seguint els conductes seminals que

transporten l’esperma fabricat pels testicles.

Les planàries també disposen d’un penis

que es troba en una cambra genital i que

allibera els espermatozous a l’exterior.

La còpula consisteix en un intercanvi

d’esperma que queda emmagatzemat a la

bossa copuladora, des d’on els

espermatozous es desplacen fins molt a

prop dels ovaris, on es dóna la fecundació. Els esdeveniments posteriors a la

fecundació varien segons l’espècie. Generalment, els ous fecundats, juntament amb

les cèl·lules vitel·lines, migren fins l’atri genital on són embolcallats per un capoll dins

el qual es desenvolupen diversos embrions. Aquest capoll serà dipositat per l’adult

sota de fulles o pedres. Hi ha altres espècies que, en comptes d’un capoll, emboliquen

els ous amb un material gelatinós secretat per les cèl·lules glandulars. En aquest cas,

l’adult diposita els ous formant cadenes, espirals o masses aplanades sobre algues,

conquilles o pedres. Els embrions obtenen els nutrients de les cèl·lules vitel·lines.

Figura 9: Parts de l'aparell reproductor.

Page 10: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

10

Després de l’eclosió de l’ou, la descendència té, en la majoria d’espècies, un

desenvolupament directe. Només algunes espècies marines tenen un

desenvolupament indirecte. L’embrió dóna lloc a larves que, durant uns dies, formen

part del plàncton.

Les que es reprodueixen asexualment, ho

fan per constricció transversal. Aquest

sistema de reproducció asexual es dóna

quan un individu adult es desprèn d’una part

del cos. Les planàries s’adhereixen amb la

punta de la cua sobre una superfície mentre

la part anterior estira de manera que el cos

de l’organisme es va estrenyent fins que

l’individu queda dividit en dues parts que

donaran lloc a un nou individu cadascuna.

Tot i el seu sistema nerviós senzill, les planàries poden aprendre tasques simples. Les

que es reprodueixen asexualment i que, per tant, la descendència es dóna per

regeneració a partir d’un fragment, poden transmetre aquests caràcters adquirits a la

descendència. Després d’una decapitació i la regeneració completa dels dos fragments,

les dues planàries filles recordaran aquestes tasques; inclosa la que el seu cervell ha

regenerat posteriorment a l’amputació.

1.5 Classificació de les planàries

És difícil classificar les planàries ja que, al ser animals de cos tou, no han deixat cap

resta fòssil i tampoc s’ha trobat cap forma intermèdia. A la llarga, es considera que

l’aplicació de tècniques moleculars molt precises permetrà classificar les planàries amb

més precisió.

Fins ara, les planàries s’havien classificat segons l’estructura de l’aparell digestiu. A

partir d’aquí s’havien obtingut cinc grans ordres de turbel·laris: acels (Acoela),

al·leocels (Alleocoela), rabdocels (Rhabdocoela), triclàdides (Tricladida) i policlàdides

(Polycladida). Actualment, gràcies a les tècniques de microscòpia la classificació s’ha

Figura 10: Esquema de la constricció transversal.

Page 11: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

11

pogut ampliar a 11 ordres: catenúlides (Catenulida), acels (Acoela),

nemertodermàtides (Nemertodermatida), macrostòmides (Macrostomida),

haplofaríngides (Haplopharyngida), policlàdides (Polycladida), prolecitòfors

(Proleciythophora), lecitoepiteliats (Lecithoepitheliata), proseriats (Proseriata),

triclàdides (Tricladida) i neorabdocels (Neorhabdocoela).

2. L’espècie Schmidtea mediterranea

Schmidtea mediterranea, pertany a

l’ordre dels triclàdides i és una

espècie de planària d’aigua dolça no

paràsita. Habita en zones de clima

temperat i es troba distribuïda per

les zones costaneres i illes de l’oest

del Mediterrani. Les seves

poblacions es troben disperses per Catalunya, Menorca, Mallorca, Còrsega, Sardenya,

Sicília i Tunísia.

Schmidtea mediterranea presenta poblacions que es reprodueixen sexualment,

poblacions que es reprodueixen asexualment i poblacions que es poden reproduir

d’ambdues maneres. Dins d’aquesta espècie s’hi poden trobar tant organismes

diploides com triploides. Els primers, els més abundants. A Catalunya, Menorca i

Mallorca les poblacions són

exclusivament de reproducció

asexual. En el cas de Catalunya i

Mallorca, són poblacions diploides i

en el cas de Menorca, la població és

triploide. En el cas de les poblacions

de reproducció sexual són

majoritàriament diploides a excepció

de Sardenya, on són triploides.

Figura 11: Exemplar de Schmidtea mediterranea.

Figura 12: Mapa de la distribució de l'espècie Schmidtea mediterranea.

Page 12: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

12

L’estat de conservació d’algunes poblacions de Schmidtea mediterranea està en risc ja

que es troben disperses i en alguns casos s’ha observat un descens de la població.

Aquest és el cas de les Schmidtea mediterranea de Montjuïc (Barcelona), on després

de la intervenció humana han desaparegut les poblacions de dues basses. La

introducció de Schmidtea polychroa l’any 2007 també ha tingut un efecte perjudicial

en la població de l’espècie autòctona. Per últim, la quarta bassa ha estat envaïda pel

cranc de riu americà (Procambarus clarkii) el qual suposa una amenaça per a la

població de Schmidtea mediterranea ja que té la capacitat de canviar l’ecosistema

format per les plantes i els animals autòctons.

2.1 Importància de l’espècie

Schmidtea mediterranea és molt utilitzada com a model d’estudi del desenvolupament

de la regeneració, biologia molecular i recerca genòmica. Actualment, la majoria de la

investigació amb planàries del món es fa amb Schmidtea mediterranea reproduïdes a

partir d’exemplars de Barcelona. És una espècie de gran interès ja que té un genoma

que es pot seqüenciar fàcilment i té pocs cromosomes. Les poblacions diploides són

2n=8. En recerca s’utilitzen organismes de poblacions que es reprodueixen

asexualment i que, per tant, tenen el mateix nombre de cromosomes en totes les

cèl·lules. La manca d’aparell reproductor és degut a la translocació d’un gen. Aquest

fet ha permès comparar organismes de reproducció asexual amb altres de reproducció

sexual. Un altre dels avantatges d’aquestes planàries com a model és que són

organismes fàcils de criar i es reprodueixen ràpidament.

Tot i que hi ha altres organismes que

regeneren, les planàries i en concret aquesta

espècie, han resultat un model excel·lent per

a l’estudi de la regeneració. En primer lloc,

perquè no es limiten a regenerar una part en

concret de l’organisme sinó que poden

regenerar un individu nou des de gairebé

qualsevol tros amputat. I en segon lloc,

perquè són dels pocs animals que disposen de

Figura 13: Estudi del ritme regeneratiu d’una Schmidtea mediterranea tallada en tres trossos i observació dels neoblasts marcats amb l’anticòs H3P.

Page 13: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

13

cèl·lules mare pluripotents. A més a més, són organismes que permeten investigar la

biologia de les cèl·lules mare in vivo. Aquest fet té una gran repercussió en la

investigació amb cèl·lules mare en el camp de la medicina ja que, d’aquesta manera, es

pot observar com actuen aquestes cèl·lules en l’animal i com podrien actuar en un

pacient. Si s’aconseguís un procés de regeneració, semblant al de les planàries, en

humans, es podrien reconstruir òrgans danyats.

3. Les cèl·lules mare

Les cèl·lules mare són aquelles que tenen la capacitat d’autoreplicar-se durant tota la

vida de l’individu i que en condicions determinades poden diferenciar-se en diferents

tipus cel·lulars. Són cèl·lules indiferenciades, és a dir, que no presenten les estructures

pròpies de les cèl·lules diferenciades o adultes.

Les cèl·lules que ja estan diferenciades estan tan especialitzades en una funció

determinada que han perdut la capacitat de reproduir-se. Aquesta capacitat està

impedida per les estructures especials que requereix un determinat tipus cel·lular. Per

aquesta raó, tots els teixits disposen d’una reserva de cèl·lules indiferenciades que,

com que no presenten les estructures especials de les cèl·lules adultes no han perdut

la capacitat de reproduir-se. Aquests tipus de cèl·lules poden proliferar de manera

indefinida. La seva divisió genera dues cèl·lules filles que també són cèl·lules mare.

Aquestes poden romandre com a cèl·lules mare o bé poden diferenciar-se adquirint

així les estructures

pròpies de les

cèl·lules mare

adultes del teixit al

qual pertanyen.

Quan les cèl·lules

mare es diferencien

perden la capacitat

de reproduir-se.

Figura 14: Cicle cel·lular.

Page 14: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

14

Hi ha diferents tipus de cèl·lules mare. Segons la seva potencialitat i el tipus de teixit

que originen, poden ser:

Cèl·lules mare totipotents

Són cèl·lules que, per divisió i diferenciació, tenen la capacitat

d’originar la resta de cèl·lules diferenciades d’un organisme.

Aquest tipus de cèl·lula es pot especialitzar en qualsevol tipus

de teixit, tant embrionari com extraembrionari. Les cèl·lules

mare totipotents són capaces de, en les condicions

adequades, formar un individu sencer.

Cèl·lules mare pluripotents

Són cèl·lules que tenen el potencial de diferenciar-se en

qualsevol de les tres capes germinatives (endoderma,

mesoderma i ectoderma), és a dir que es poden diferenciar

en qualsevol tipus cel·lular. A diferència de les cèl·lules

totipotents, les pluripotents, de manera autònoma, no

tenen la capacitat de convertir-se en un individu sencer.

Cèl·lules mare multipotents

Són cèl·lules que tenen potencial per a originar diversos

tipus cel·lulars, però en un nombre limitat. Tots el tipus

cel·lulars en que es diferencien pertanyen a la mateixa

capa embrionària ja que només tenen la capacitat

d’originar una de les tres capes embrionàries.

Cèl·lules mare unipotents

Són cèl·lules que només es poden diferenciar en un

tipus cel·lular.

Figura 15: Cèl·lula mare totipotent: zigot.

Figura 16: Cèl·lula mare pluripotent: neoblast.

Figura 17: Cèl·lules mare multipotents: Cèl·lules mare hematopoiètiques.

Figura 18: Cèl·lula mare unipotent: cèl·lules somàtiques de la pell.

Page 15: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

15

Les cèl·lules mare es poden procedir d’un embrió o d’un organisme adult. Segons el

teixit d’on s’obtenen es classifiquen en:

Cèl·lules mare embrionàries

Són cèl·lules derivades de la blàstula que s’obtenen en les primeres etapes de formació

de l’embrió. Aquest tipus de cèl·lules és capaç de dividir-se sense diferenciar-se durant

un període prolongat. Tenen la capacitat de generar qualsevol cèl·lula diferenciada de

les tres capes germinals de l’organisme. Tenen la capacitat de proliferar

indefinidament in vitro.

Cèl·lules mare adultes

Són les cèl·lules mare que es troben en la majoria de teixits d’un individu

completament desenvolupat. Se’n poden trobar a la medul·la òssia, el sistema

neuronal, el sistema gastrointestinal, el fetge, el pàncrees, els pulmons... Es poden

diferenciar en el tipus cel·lular procedent del teixit on pertanyen.

A partir d’aquest tipus de cèl·lula mare s’obtenen les cèl·lules IPS.

Cèl·lules IPS (Induced Pluripotent Stem Cells)

Són un nou tipus de cèl·lules mare

pluripotents, ja que són induïdes.

S’obtenen desdiferenciant cèl·lules

adultes especialitzades mitjançant

enginyeria genètica. Les cèl·lules

obtingudes es comporten com a

cèl·lules mare embrionàries. Aquest

tipus de cèl·lules mare són una eina

clau en l’estudi de medicina

regenerativa ja que es podrien utilitzar

com a font de cèl·lules i teixits en

tractaments mèdics. Tot i així, de

Figura 19: Obtenció de cèl·lules IPS.

Page 16: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

16

moment, encara no s’han pogut aplicar en humans degut a certs inconvenients

com la falta d’eficiència i possibles càncers.

3.1 Cèl·lules mare i medicina

Les cèl·lules mare constitueixen una interessant alternativa de investigació ja que cada

vegada s’està desxifrant més el potencial terapèutic que aquestes poden tenir. Per

això, les cèl·lules mare estan tenint i tindran un paper molt important en el camp de la

medicina, entre d’altres.

Estudi de malalties

En primer lloc es vol comprendre com funciona el cicle cel·lular. Mitjançant l’estudi de

les cèl·lules mare, s’analitza el desenvolupament d’un organisme des que l’òvul és

fecundat. En laboratoris s’observa com les cèl·lules mare embrionàries es van dividint i

especialitzant per donar lloc a teixits diferenciats. S’identifiquen signes que determinin

si una cèl·lula mare s’ha de seguir replicant o s’ha de diferenciar i en quin tipus de

cèl·lula.

L’objectiu és comprendre millor els controls genètic i moleculars ja que podrien

aportar informació sobre com sorgeixen algunes malalties produïdes durant el període

embrionari i altres degudes a la divisió i diferenciació anormal de cèl·lules, com els

càncers.

Si les cèl·lules mare tinguessin el gen d’una malaltia o es manipulessin per a que el

tinguessin suposarien una alternativa a l’obtenció de cèl·lules ja danyades perquè a

vegades resulta ser una tasca difícil.

Comprendre millor l’origen d’algunes

malalties permetria desenvolupar

noves estratègies per a tractaments

més eficaços.

Figura 20: Introducció de material genètic en un nucli cel·lular mitjançant una microinjecció.

Page 17: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

17

Desenvolupament de tractaments

Actualment, ja s’utilitzen cèl·lules mare per a substituir cèl·lules danyades en el

tractament de cremades i en la restauració del sistema sanguini en trastorns

hematològics. Però també podrien ser un mètode per a tractar altres malalties. Els

trasplantaments són el mètode que s’utilitza actualment, però presenta certs

inconvenients. En primer lloc, la demanda d’òrgans és molt superior a la de donants i,

en segon lloc, es produeixen problemes de rebuig ja que els òrgans trasplantats no

tenen les cèl·lules del pacient. Si en un futur

s’aconsegueix controlar la diferenciació de

cèl·lules mare, aquestes podrien serien una

font de cèl·lules amb que es podria tractar

malalties com la del Parkinsosn, la diabetis,

malalties cardíaques o els ictus.

A partir de cèl·lules mare també es podria

generar línies de cèl·lules especialitzades amb

les que es podrien testar medicaments. Així

es podria reduir la experimentació amb

animals.

Inconvenients

És important tenir en compte les implicacions ètiques que comporta la manipulació de

cèl·lules mare com pot ser la clonació o l’experimentació amb embrions. Hi ha

persones que opinen que investigar amb

cèl·lules mare embrionàries humanes és

immoral perquè consideren que la vida

comença amb la fecundació de l’òvul. Per tant,

la destrucció d’un embrió viable per a

desenvolupar un ésser humà la consideren un

infanticidi.

Figura 21: Obtenció de cèl·lules diferenciades a partir de cèl·lules mare embrionàries.

Figura 22: Diferents opinions sobre la recerca amb cèl·lules mare.

Page 18: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

18

A més, cal tenir en compte que, en el camp de la biologia de les cèl·lules mare, hi ha

molts conceptes que es desconeixen i es presenten obstacles tècnics considerables. Un

exemple és la substitució de teixits danyats. Cal tenir en compte que la majoria de

teixits estan formats per més d’un tipus cel·lular i, per tant, per a poder regenerar un

òrgan funcional cal desenvolupar estructures i poblacions mixtes de cèl·lules molt

complexes. Cal acceptar que encara queda molt per fer i que requereix molts anys

d’intensa investigació.

3.2 Els neoblasts

Els neoblasts són la població de cèl·lules

mare adultes característiques de les

planàries, que proliferen contínuament per

mitosis i tenen la capacitat de diferenciar-se

en tots els tipus cel·lulars de l’organisme.

Són considerades cèl·lules mare

pluripotents perquè són les úniques

cèl·lules de l’organisme amb la capacitat de

dividir-se. Són cèl·lules de mida petita

(entre 5 i 8 µm de diàmetre), altament

indiferenciades. Tenen un gran nucli en proporció a la reduïda quantitat de citoplasma

de la que disposen. Aquesta població de cèl·lules representa el entre el 20% i el 30%

del total de cèl·lules d’un organisme adult.

En el cas de les planàries, la població de neoblasts es troba distribuïda al llarg de tot

l’organisme. Està localitzada entre l’epidermis i l’intestí, formant el teixit mesenquimal.

Només una quantitat molt reduïda de neoblasts es troba present en teixits diferenciats

com l’epidermis, les cèl·lules intestinals o en els ganglis cefàlics. La zona de la faringe i

la zona per sobre dels receptors es descriuen com a àrees desproveïdes d’activitat

mitòtica ja que no presenten cap població de cèl·lules mesenquimals. Aquestes dues

zones són, per tant, les úniques sense la capacitat de regenerar. Ambdós teixits

depenen de la migració cel·lular per mantenir la seva estructura.

Figura 23: Neoblast. Nucli indicat amb rosa i citoplasma indicat amb blau.

Page 19: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

19

Els neoblasts es consideren una població heterogènia ja que dins de totes les cèl·lules

de les planàries amb la capacitat de dividir-se se’n troben amb diferents potencials.

N’hi ha que són totalment indiferenciats i que, per tant, són pluripotents. Però també

hi ha una part de la població que ja està determinada per a expressar un gen concret i,

per tant, diferenciar-se en un teixit concret.

Els neoblasts són les cèl·lules que fan que la regeneració de les planàries sigui

possible. En les planàries que no han patit cap mena de ferida o alteració en el seu cos,

el nivell de proliferació és basal per a mantenir el recanvi cel·lular dels diferents teixits

de l’organisme i per a mantenir un estoc estable de cèl·lules indiferenciades. Quan es

dóna la regeneració, els neoblasts

augmenten el seu nivell de proliferació ja

que són les úniques cèl·lules de les planàries

amb la capacitat de reemplaçar els teixits

perduts. Aquest augment el nivell de

proliferació dels neoblasts permet produir el

nou teixit de regeneració, el blastema.

Per explicar l’origen dels neoblasts s’han plantejat dues hipòtesis, cap de les dues

refutades. La hipòtesis més recolzada per la comunitat científica és la formació de

neoblasts per autoreplicació d’una població de cèl·lules mare. No obstant, també cal

tenir en compte una segona hipòtesi que actualment no ha estat possible refutar.

Aquesta es basa en la desdiferenciació de cèl·lules somàtiques. Per últim també es

contempla la possible combinació d’ambdós processos (Per ampliar informació vegeu

article: REDDIEN, PW. SÁNCHEZ, A. (2004). Fundamentals of planarian regeneration).

Figura 24: Neoblasts indicats amb verd. Absència en les zones del cap i la faringe.

Figura 25: Blastema (zona blanca).

Page 20: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

20

4. La regeneració

La regeneració és el procés de renovació, restauració i creixement d’un teixit, un

organisme o un ecosistema després d’un esdeveniment que hagi causat pertorbacions

o danys. Aquest procés suposa la substitució del teixit perdut per un de nou amb la

mateixa estructura i funcionalitat que l’original.

N’hi ha de diferents tipus. Segons la causa, la regeneració es classifica en:

Regeneració fisiològica

Consisteix en la regeneració d’una part de

l’organisme que ha quedat amputada de

manera espontània. L’amputació pot ser

causada pel desgast periòdic d’un teixit

ocasionat per accions quotidianes. Un

exemple són les cèl·lules epitelials o les

sanguínies, que constantment han de ser

substituïdes.

Autonomia o autoamputació

La regeneració es dóna després de la

amputació d’un apèndix provocada com a

mecanisme de defensa pel propi

organisme. Aquest mecanisme permet

distreure el depredador i que la presa

fugi. Les sargantanes en són un exemple

ja que tenen la capacitat de desfer-se de la

cua i després regenerar-ne una de nova.

Figura 26: Formació de cèl·lules sanguínies per regeneració fisiològica a la medul·la òssia.

Figura 27: Sargantana sense cua a causa d'una autoamputació.

Page 21: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

21

Regeneració traumàtica

És un tipus de regeneració mitjançant el

qual es poden substituir òrgans perduts de

manera accidental. En aquest tipus de

regeneració, la ferida es repara o es tanca

per l’expansió de l’epidermis més propera.

Un exemple és la cicatrització d’una ferida.

Segons el mecanisme mitjançant el qual es du a terme, la regeneració es classifica en:

Regeneració epimòrfica

Consisteix en la diferenciació d’una massa

indiferenciada de cèl·lules, el blastema.

Aquestes tenen una alta capacitat de

proliferació i donen lloc a un nou teixit o

part del cos. Es parla d’homomorfosi quan

l’òrgan regenerat és emblant al perdut i

heteromorfosi si se’n forma un de diferent.

Regeneració per morfal·laxis

Aquest tipus de regeneració comporta la

transformació d’òrgans i teixits preexistents

en altres de nous. D’aquesta manera la

regeneració és limitada ja que no es dóna

cap procés proliferatiu. En aquest tipus de

regeneració no es forma blastema.

Model intercalar

És un model que engloba el desenvolupament de la regeneració epimòrfica i la

regeneració per morfal·laxis alhora. Aquest és el cas de les planàries. Els seus teixits

Figura 28: Cicatrització d'una ferida per regeneració traumàtica.

Figura 29: Models de regeneració. a)R. Epimòrfica, b)R. per morfal·laxis, c)M. Intercalar.

Page 22: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

22

regenerats es formen a partir de cèl·lules mare provinents del blastema i per la

reestructuració de cèl·lules anteriors a l’amputació. (Per ampliar informació vegeu article:

DURÁN, I. (2009). Modelos de regeneración).

4.1 La regeneració en les planàries

La capacitat regenerativa de les planàries és una característica que cal destacar. Tenen

la capacitat gairebé il·limitada de regenerar un individu complert a partir d’un petit

fragment del seu cos.

Amputació

L’estímul causant de la regeneració és una lesió en alguna part de l’organisme. En les

planàries, l’amputació provoca una sèrie de respostes amb la finalitat de minimitzar la

pèrdua de teixits.

En el cas que la planària quedi dividida en cap i cua, el fragment corresponent al cap,

com que conté el cervell, té la capacitat de desplaçar-se. Això permet a les planàries

escapar davant de depredadors, deixant

enrere la cua. En el cas de les cues, com que

estan mancades de cervell, tenen una

capacitat de moviment més limitada que fa

que romanguin més quietes durant el procés

de regeneració. Tot i així, poden moure’s per

a col·locar-se amb la zona ventral cap a sota.

Cicatrització

Després de l’amputació d’un individu adult,

la primera resposta és la cicatrització.

En primer lloc, es produeix una forta

contracció muscular immediata a la zona de

la ferida que posa en contacte l’epidermis

dorsal amb la ventral. Aquesta contracció

Figura 30: Cua amputada girant-se per a col·locar-se amb la zona ventral cap a sota.

Figura 31: Cap amputat on s'observa la contracció muscular.

Page 23: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

23

permet reduir l’àrea afectada amb un temps molt limitat.

D’aquesta manera la ferida queda recoberta per una fina capa de cèl·lules

epidèrmiques que provenen de l’epidermis més propera. Aquesta capa es forma per

un procés de difusió cel·lular i no per proliferació.

Resposta regenerativa

L’estímul que desencadena la resposta regenerativa després que la planària hagi patit

una lesió és desconegut. Hi ha la hipòtesi que la interacció que es produeix durant la

cicatrització entre l’epiteli i el teixit mesenquimal sigui una possible senyal per a que es

doni una resposta regenerativa. En condicions en què no es pot produir la contracció

muscular, es fa impossible la cicatrització i com a conseqüència, la regeneració.

Posteriorment a la cicatrització de la

ferida, es produeix una ràpida i elevada

resposta mitòtica dels neoblasts,

sobretot dels més propers a la zona de

la ferida. Aquesta zona s’anomena

postblastema. Gràcies a aquesta elevada

proliferació dels neoblasts es produeix la

formació d’un nou teixit regeneratiu

indiferenciat i, com a conseqüència,

despigmentat, anomenat blastema.

Aquest nou teixit regeneratiu està

format exclusivament per l’aportació

local de neoblasts que proliferen en el

postblastema ja que no s’ha observat

cap procés de desdiferenciació. Els

neoblasts que no es troben propers a la zona de la ferida, tot i també augmentar el seu

nivell de proliferació, no intervenen en la formació del blastema.

Figura 32: Fragments amputats on s'observa el blastema. a)cua, b)cap.

Page 24: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

24

Polarització

Un cop format el blastema, aquest s’ha de diferenciar en els diferents teixits i òrgans

que manquen en l’organisme amputat. El fet que, quan una planaria és tallada

transversalment, en la superfície tallada de la part posterior es regeneri un cap i en la

de la anterior, una cua s’anomena polarització. Aquest mecanisme és el que permet

que l’organisme regeneri adequadament una part del cos amb la forma, proporcions i

funcionalitat correctes. Per exemple, si cal regenerar la regió del cap, el blastema es

diferencia en els ganglis cefàlics que, posteriorment, indueixen la diferenciació dels ulls

i de la resta de sensors.

Actualment, encara no s’ha aconseguit comprendre exactament aquest procés i com

es manté al llarg de la regeneració. Tot i així ja es coneixen alguns gens i vies de

senyalització que hi estan involucrats.

Homeòstasi

Paral·lelament a la polarització es produeix un procés de reajustament per part de

l’organisme per tal d’adaptar-se a les noves proporcions mitjançant un seguit de

fenòmens de mort cel·lular, autofàgia i remodelació de teixits preexistents. Aquest

procés s’anomena homeòstasi. Aquest procés de creixement i decreixement no només

es produeix durant la regeneració. Les planàries tenen la capacitat de créixer i

decréixer segons la temperatura i la quantitat d’aliment del que disposen. En

condicions de falta d’aliment l’organisme decreix gradualment a causa d’una

acceleració de mort cel·lular. La majoria de les cèl·lules mortes són consumides pel

propi individu. Si se’l torna a alimentar de nou, creixen recuperant la mida pròpia de

l’espècie. Després de créixer, l’organisme queda rejovenit.

Figura 33: Regeneració completa de la part anterior d'una planària.

Page 25: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

25

5. Treball de camp

Per a posar en pràctica els coneixements adquirits en la recerca bibliogràfica es van dur

a terme dos experiments. Les planàries que es van utilitzar van ser cedides pel

laboratori del Departament de Genètica de la Facultat de Biologia de la UB.

5.1 El Departament de Genètica

El Departament de Genètica de

la UB pertany a la Facultat de

Biologia. Es troba a l’Av.

Diagonal, 643. Edifici Prevosti,

plantes 1, 2 i 3. 08028,

Barcelona.

Durant la meva estada allà, vaig

tenir l’oportunitat d’entrevistar el

Dr. Francesc Cebrià, professor a la UB i cap del departament de genètica, per a

conèixer una mica millor el departament.

Qui compon el Departament de Genètica?

Al Departament de Genètica hi treballen professors i diferents grups de recerca

formats per estudiants de grau, estudiants de màster, doctorands i investigadors post-

doctorals.

Els professors fan classes i dirigeixen la recerca. Els estudiants de grau i de màster fan

estades d’entre un semestre i un any per a fer el treball de final de grau o de màster i

els doctorands, que fan la tesi doctoral, s’hi estan durant uns quatre anys.

Figura 34: Edifici del departament de genètica de la UB.

Page 26: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

26

Quina és l’organització del Departament de Genètica?

El Departament de Genètica té tres blocs principals.

En el primer bloc, es treballa l’evolució molecular i la genètica de les poblacions. Les

investigacions que es duen a terme consisteixen en la comparació de gens de diferents

animals i s’analitza com han anat variant al llarg del temps.

En el segon bloc, es treballa la genètica humana. Els seus projectes consisteixen en la

recerca de la base genètica de malalties humanes com la ceguesa, l’autisme, les

addiccions...

El tercer bloc és el de la biologia del desenvolupament. En aquest bloc és on treballo

jo. L’objectiu del nostre bloc és entendre diversos mecanismes moleculars, genètics...

En el meu cas, la regeneració.

En què consisteix la teva recerca?

El meu objectiu és entendre el procés de la

regeneració des d’un punt de vista de recerca

més bàsica i no tant aplicada. Actualment, la

meva recerca consisteix en l’estudi dels

mecanismes de la regeneració del cervell.

Qui inverteix en les vostres investigacions?

En el meu cas, el finançament el trec del

Ministeri d’Economia i Competitivitat que té un

programa que es diu Pla Nacional i d’on es

financen la major part de projectes de recerca a

Espanya. Hi ha altres grups que poden obtenir

finançament d’altres fonts com, per exemple, “La Marató” de TV3 o altres entitats

privades.

Figura 35: Dr. Francesc Cebrià.

Page 27: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

27

5.2 Observació dels neoblasts i del sistema nerviós mitjançant

una immunotinció amb PH3 i 3C11.

La immunotinció és una tècnica de

laboratori que s’utilitza per a

visualitzar la localització d’un

antigen específic en cèl·lules

mitjançant anticossos específics.

Per a això són necessaris dos tipus

d’anticossos. Un anticòs primari i

un de secundari.

L’anticòs primari és el que s’uneix de manera específica a l’antigen. En aquest

experiment es van utilitzar com a anticossos primaris el PH3 i el 3C11. El PH3 és un

anticòs de conill que identifica i s’uneix de manera específica a les cèl·lules que es

troben entre la fase G2 (creixement de la cèl·lula, síntesi d’RNA i proteïnes i preparació

per a la mitosi) i la M (mitosi) del cicle cel·lular.

Per tant, s’uneix de forma específica als

neoblasts que es troben en aquesta fase ja que

són les úniques cèl·lules de la planària que es

poden dividir. Per altra banda, el 3C11, que és

un anticòs de ratolí, identifica i s’uneix de

manera específica a les cèl·lules del sistema

nerviós.

L’anticòs secundari s’uneix de manera

específica a l’anticòs primari. Així, queda

marcat l’anticòs primari i, posteriorment, és

possible observar-lo al microscopi. Els anticossos secundaris porten enganxada una

molècula fluorescent que, quan s’excita amb una certa longitud d’ona amb un

microscopi de fluorescència, emet llum amb una altra longitud d’ona. En aquest

experiment tots dos anticossos secundaris eren de cabra. El GαRb (goat anti-rabbit)

568 s’enganxa de manera específica a l’anticòs primari PH3 i emet llum de color

Figura 36: Els mecanismes de la immunotinció.

Figura 37: Esquema de la unió específica entre les diferents proteïnes involucrades.

Page 28: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

28

vermell. El GαM (goat anti-mouse) 488 s’enganxa de manera específica a l’anticòs

primari 3C11 i emet llum de color verd.

Material

- Pipetes

- Gradeta

- Tubs d’assaig falcon de 15 i de 50 ml.

- Vórtex

- Agitador

- Agitador amb mosca

- Placa de 24 pous

- Ependorfs

- Capsa

- Nevera

Metodologia

La investigació es va dur a terme al laboratori del Departament de Genètica de la

Facultat de Biologia de la UB. Els exemplars de planària utilitzats eren de l’espècie

Schmidtea mediterranea provinents d’una població asexual de Montjuïc (Barcelona)

reproduïdes al mateix departament de genètica. L’experiment va tenir una durada de

cinc dies.

1r dia:

Per a poder dur a terme l’experiment, en primer lloc es van sacrificar les planàries amb

HCl 2% (en aigua ultra pura). D’aquesta manera s’assegura una mort instantània i que

els exemplars quedin rectes per a una millor observació. Per tal d’eliminar l’HCl del cos

de les planàries i fer-les permeables, es van sotmetre a un rentat amb PBSTx.

A continuació, es va dur a terme una fixació dels exemplars amb formaldehid 4% (en

PBSTx) i es van deixar 15 minuts a temperatura ambient en un agitador. Aquest procés

- Esteromicroscopi

- Càmera

- Portaobjectes

- Cobreobjectes

- pinzell

Figura 38: Alguns dels instruments utilitzats en l'experiment.

Page 29: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

29

evita la degradació dels teixits ja que estan morts. Un cop finalitzada la fixació es van

dur a terme dos rentats amb PBSTx per a treure el fixador.

Posteriorment, els exemplars van ser sotmesos

a una despigmentació amb una solució d’H2O2

6% (en PBSTx) sota la llum, tota la nit. La

despigmentació permet observar bé la senyal

fluorescent al final de l’experiment ja que

aquesta es troba per sota l’epidermis.

2n dia:

Un cop les planàries van quedar despigmentades se’ls va treure la solució d’H2O2 i se’ls

va fer dos rentats amb PBSTx.

Posteriorment als rentats, es va dividir les planàries en dos grups i cadascun es va

situar en un pou d’una placa de 24 pous. En cada pou, se’ls va posar 1ml d’una solució

de bloqueig mantinguda a 4ºC composta per BSA 1% dissolt en PBSTx (0,3%). Aquesta

solució consisteix en una saturació de proteïnes per a evitar que quedin espais buits

entre els teixits de les planàries i que els anticossos s’hi enganxin de manera no

específica. Les planàries es van deixar amb la solució de bloqueig 3h a temperatura

ambient en un agitador. Mentrestant, en dos ependorfs, es va posar 400µl de solució

de bloqueig en cadascun. En un ependorf, es va afegir 8µl de l’anticòs primari de ratolí

3C11 i, en l’altre, 1,33µl d’anticòs

primari de conill PH3. Un cop les

planàries van quedar bloquejades, es va

retirar la solució de bloqueig amb una

pipeta i, posteriorment, es va afegir en

cada pou una de les solucions d’anticòs

primari. Amb l’anticòs primari, les

planàries es van deixar tota la nit a 4ºC

en un agitador per a què l’anticòs primari s’unís de manera específica. En el cas del

3C11, al sistema nerviós i, en el cas de PH3, als neoblasts en mitosi.

Figura 39: Planàries despigmentades.

Figura 40: Placa amb els diferents anticossos primaris.

Page 30: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

30

3r dia:

Per a poder eliminar l’excés d’anticòs primari que no hagués quedat unit de manera

específica, es van fer 12 rentats, cada deu minuts, amb PBSTx a l’agitador. En finalitzar

els rentats, es va afegir en cada pou de planàries la solució de bloqueig durant una

hora a temperatura ambient, a l’agitador. Seguidament, es va treure la solució de

bloqueig amb una pipeta. En el pou que contenia l’anticòs primari 3C11 es va afegir

una solució de blocking més l’anticòs secundari GαM 488 (goat anti-mouse de color

verd) i, en el pou que contenia l’anticòs primari

PH3, la solució de blocking més l’anticòs

secundari GαRb 568 (goat anti-rabbit de color

vermell). Les planàries amb els anticossos

secundaris es van deixar tota la nit a 4ºC, a

l’agitador, dins d’una capsa ja que a l’anticòs

secundari no pot estar exposat a la llum.

4t dia:

Per a eliminar l’excés d’anticòs secundari i la brutícia a la que es podia unir de manera

no específica, les planàries es van rentar amb PBSTx 15 vegades, cada deu minuts, dins

d’una capsa, a l’agitador.

5è dia:

Després de dos rentats finals, es van preparar les mostres amb PBSTx i glicerol (70%).

Aleshores, ja van estar preparades per a

poder ser observades en un

estereomicroscopi MZ16F (Leica) equipat

amb una càmera ProgRes C3 (Jenoptik).

Per a observar-les, es van situar sobre un

portaobjectes i es va utilitzar un pinzell

per a poder moure-les i treure la brutícia

que pogués distorsionar l’observació. Per

a una millor observació del sistema

Figura 41: Ependorfs amb els diferents anticossos secundaris.

Figura 42: Observació de les planàries amb el microscopi de fluorescència.

Page 31: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

31

nerviós, amb l’ajuda del pinzell, es van situar les planàries en posició ventral. Per

finalitzar es van cobrir les mostres amb un cobreobjectes i es van fer les fotografies

desitjades.

Resultats i discussió

L’experiment va sortir com s’esperava però no amb un 100% d’èxit ja que les planàries,

tot i els múltiples rentats, tenien partícules de brutícia en les que van quedar

enganxats anticossos primaris de manera no específica i, conseqüentment, anticossos

secundaris que feien que la brutícia també quedés il·luminada. Aquesta es podia

distingir ja que brillava més. Això, però, no va ser un impediment per a observar amb

claredat el sistema nerviós i els neoblasts.

Planàries amb l’anticòs PH3

En les planàries amb l’anticòs PH3, es van poder observar petits puntets vermells que

eren els neoblasts que

estaven entrant en mitosi.

Amb el microscopi de

fluorescència es va poder

apreciar la distribució

d’aquests. Es trobaven

distribuïts per tot el cos

exceptuant les zones de la

faringe i per sobre dels ulls.

Planàries amb l’anticòs 3C11

En les planàries amb l’anticòs 3C11, es van poder observar el sistema nerviós de color

verd. Amb el microscopi de fluorescència es van poder identificar els dos cordons

nerviosos ventrals paral·lels l’un de l’altre amb els axons de les neurones transversals.

També es van poder observar amb claredat els dos ganglis cefàlics i, fins i tot, l’anell

nerviós de la faringe.

Figura 43: Imatge obtinguda d'una planària amb PH3.

Page 32: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

32

5.3 La influència de diversos factors ambientals en la

regeneració de les planàries

Material

- Bisturí

- Plaques de petri

- Capsa

- Nevera

- Microscopi USB Veho de 400X

- Càmera

- Pipetes Pasteur

Metodologia

La investigació es va dur a terme amb 40 exemplars de planàries de l’espècie

Schmidtea mediterranea provinents d’una població asexual de Montjuïc (Barcelona),

cedides pel Departament de Genètica de la UB. Aquestes planàries es van mantenir en

Figura 44: Imatges obtingudes d'una planària amb 3C11.

Figura 45: Material utilitzat en l'experiment.

Page 33: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

33

dejú durant deu dies, la durada de l’experiment, per tal de que l’alimentació no influís

en la regeneració.

De les 40 planàries, 30 van ser tallades entre els ulls i

la faringe amb un bisturí. En les altres 10 el tall es va

realitzar per sobre dels ulls.

Es va dividir el total en quatre grups de deu caps i

deu cues, cadascun dels quals va estar sotmès a unes

condicions ambientals diferents. Cadascun dels

quatre grups de planàries es va situar en una placa

de petri, numerada segons les condicions, amb

una dissolució 1,6 mM NaCl, 1,0 mM CaCl2, 1,0

mM MgSO4, 0,1 mM MgCl2, 0,1 mM KCl i 1,2 mM NaHCO3 preparada en aigua MilliQ.

Els tres primers grups es van realitzar amb planàries amb un tall entre els ulls i la

faringe. El primer grup es va mantenir a temperatura ambient (20 oC) i llum de dia

(aproximadament 12 h de llum diàries). El segon, en una nevera a una temperatura de

4 ºC i foscor les 24 h. El tercer grup va estar a temperatura ambient (20 oC) dins d’una

capsa amb foscor les 24 h. El quart grup, format per planàries tallades per sobre dels

ulls, va estar sotmès a temperatura ambient de 20 ºC i llum de dia (aprox. 12 h de llum

diàries) (Taula 1).

Per analitzar l’evolució de la regeneració dels organismes es va fer una observació

diària durant 10 dies. L’observació va ser sempre realitzada per la mateixa

observadora, per evitar diferències d’interpretació degudes a un canvi d’observadors.

Per a l’observació de les planàries es va utilitzar un microscopi USB Veho de 400X

connectat a un ordinador. L’observació es va fer en la placa de petri específica per a

cada grup, situada sobre una placa de gel, que redueix l’activitat de les planàries i

permet una millor observació. Per tal d’evitar dobles observacions, un cop observada

cada planària va ser transferida amb una pipeta a una nova placa de petri per al grup

corresponent i es van anotar les dades de l’observació diària de cada fragment.

Figura 46: Diferents tipus de tall. a) entre els ulls i la faringe, b) per sobre dels ulls.

Page 34: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

34

Les planàries van ser manipulades

amb pipetes i observades una per una

al microscopi a 20X, que projectava la

imatge a la pantalla d’un ordinador i

amb el qual es van fer les fotografies

de l’evolució dels organismes.

L’experiment va presentar certes

dificultats, ja que durant les

observacions es va perdre algun exemplar per problemes de mida i que es creu que es

va poder quedar enganxat a la pipeta, a la lupa o no es va saber veure i es va quedar a

la placa de petri.

En el cas dels caps de la quarta placa, en els quals es va fer el tall per sobre dels ulls, es

van obtenir uns fragments tan petits que van ser impossibles de manipular amb els

instruments de què es disposava i només es va poder treballar amb dos fragments.

Taula 1: Condicions ambientals de les mostres.

Temperatura Llum Tall

POT 1 Ambient (20 oC) De dia (foscor 12 h~) Entre ulls i faringe

POT 2 Nevera (4 oC) Foscor 24h Entre ulls i faringe.

POT 3 Ambient (20 oC) Foscor 24h Entre ulls i faringe

POT 4 Ambient (20 oC) De dia (foscor 12 h~) Per sobre dels ulls

Figura 47: Manipulació de les planàries amb una pipeta.

Page 35: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

35

Resultats i discussió

A) Observació dels estadis de regeneració dels individus de S. mediterranea ens les

diferents condicions d’estudi

Es van definir 5 estadis de regeneració, que es descriuen a continuació.

En els caps:

Estadi 0: Cicatrització mitjançant una contracció dels músculs en la zona de la ferida, ja

que les planàries no tenen sistema circulatori.

Estadi 1: Relaxació de la ferida i inici del creixement d’un teixit fi blanquinós, el

blastema, format per neoblasts, les cèl·lules mare totipotents.

Estadi 2: Inici del creixement de la faringe, una taca blanca poc definida.

Estadi 3: La faringe s’observa completament definida. Es mostra com una taca blanca

que creix propera a la zona de la ferida, juntament amb el nou teixit.

Estadi 4: S’expressa l’homeòstasi, la repartició equitativa de teixit al llarg de

l’organisme i l’adopció de les proporcions adequades. Les noves cues s’allarguen i

adquireixen una forma punxeguda que torna a donar a l’organisme una forma

allargada.

Figura 48: cap en estadi 0

Figura 49: cap en estadi 1 Figura 50: cap en estadi 2

Page 36: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

36

En les cues:

Estadi 0: Cicatrització mitjançant una contracció dels músculs en la zona de la ferida.

Estadi 1: Relaxació de la ferida i inici del creixement d’un teixit fi blanquinós, el

blastema, format per neoblasts, les cèl·lules mare pluripotents.

Estadi 2: Inici del creixement dels ulls, dos puntets negres, a la zona del nou cap, d’un

to més clar.

Estadi 3: Els ulls s’observen completament definits. S’observen com dues rodones

blanques grans amb un punt negre a l’interior de cadascuna.

Estadi 4: S’expressa l’homeòstasi, la repartició equitativa de teixit al llarg de

l’organisme i l’adopció de les proporcions adequades. El cap fet a partir del teixit nou

obté la forma punxeguda, que dóna a l’organisme una forma proporcionada.

Figura 51: cap en estadi 3 Figura 52: cap en estadi 4

Figura 53: cua en estadi 0 Figura 54: cua en estadi 1

Page 37: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

37

Durant la regeneració dels individus d’aquest experiment es van classificar cadascun

dels fragments segons aquests estadis cada dia que s’observaven (Taula 2) i es van fer

fotografies dels diferents estadis.

Figura 48: cua en estadi 2 Figura 56: cua en estadi 3

Figura 49: cua en estadi 4

Page 38: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

38

Taula 2: Estadis de regeneració dels individus de S. mediterranea en les diferents

condicions d’estudi.

DIA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 POT 1 Cap estadi 0 10 3 0 0 0 0 0 0 0 0 estadi 1 0 7 9 4 0 0 0 0 0 0 estadi 2 0 0 1 6 5 4 2 1 0 0 estadi 3 0 0 0 0 4 4 6 4 4 3 estadi 4 0 0 0 0 0 0 0 3 4 5 Cua estadi 0 10 5 2 0 0 0 0 0 0 0 estadi 1 0 5 8 10 9 1 0 0 0 0 estadi 2 0 0 0 0 1 9 10 2 1 1 estadi 3 0 0 0 0 0 0 0 8 6 5 estadi 4 0 0 0 0 0 0 0 0 3 4 Total 20 20 20 20 19 18 18 18 18 18 POT 2 Cap estadi 0 10 8 0 0 0 0 0 0 0 0 estadi 1 0 2 10 10 10 10 9 9 8 8 estadi 2 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 estadi 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 estadi 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Cua estadi 0 10 8 3 0 0 0 0 0 0 0 estadi 1 0 2 7 10 10 10 10 10 10 10 estadi 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 estadi 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 estadi 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Total 20 20 20 20 20 20 19 19 19 19 POT 3 Cap estadi 0 10 7 0 0 0 0 0 0 0 0 estadi 1 0 3 5 4 1 0 0 0 0 0 estadi 2 0 0 5 6 5 4 0 0 0 0 estadi 3 0 0 0 0 4 6 10 2 2 0 estadi 4 0 0 0 0 0 0 0 7 7 9 Cua estadi 0 10 10 2 0 0 0 0 0 0 0 estadi 1 0 0 8 10 8 0 0 0 0 0 estadi 2 0 0 0 0 2 10 10 4 0 0 estadi 3 0 0 0 0 0 0 0 6 5 4 estadi 4 0 0 0 0 0 0 0 0 5 6 Total 20 20 20 20 20 20 20 19 19 19 POT 4 Cap estadi 0 2 2 1 1 1 1 0 0 0 0 estadi 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 estadi 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 estadi 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 estadi 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Cua estadi 0 6 6 0 0 0 0 0 0 0 0 estadi 1 0 0 5 4 0 0 0 0 0 0 estadi 2 0 0 1 2 6 6 4 2 0 0 estadi 3 4 4 4 4 4 4 6 7 0 0 estadi 4 0 0 0 0 0 0 0 1 10 10 Total 12 12 11 11 11 11 10 10 10 10

Page 39: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

39

A partir de les dades obtingudes a l’experiment es va observar el ritme regeneratiu de

les planàries de cada placa de petri.

Caps tallats entre els ulls i la faringe

Estadi 1 o formació del blastema

En el pot 1, a partir del segon dia es va observar que més del 50% dels caps estaven en

l’estadi 1. A partir del sisè dia ja no es van observar més caps en aquest estadi.

En el pot 2 es van observar els primers dos caps en l’estadi 1 el segon dia, i més del

50% dels caps a partir del tercer dia.

En el pot 3, a partir del segon dia es van observar més del 50% dels caps en l’estadi 1. A

partir del sisè dia ja no es van observar més caps en aquest estadi.

Estadi 2 o inici del creixement de la faringe

Al pot 1 es va observar el primer cap en estadi 2 el tercer dia, i més del 50% dels caps

en l’estadi 2 a partir del quart dia. A partir del novè dia ja no es van observar més caps

en aquest estadi.

Al pot 2 no es va observar el primer cap en estadi 2 fins al novè dia i no se’n van arribar

a observar més del 50% en aquest estadi.

En el cas del pot 3, el 50% dels caps en l’estadi 2 es va observar el tercer dia. A partir

del setè dia ja no es van observar més caps en aquest estadi.

Estadi 3 o observació de la faringe completament definida

Al pot 1 es van observar els primers caps en aquest estadi a partir del cinquè dia, i més

del 50% a partir del setè dia.

Al pot 2 no es va poder observar cap cas en aquest estadi al llarg dels deu dies de

durada de l’experiment.

Page 40: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

40

Al pot 3 es van poder observar els primers caps amb la faringe completament definida

a partir del cinquè dia, i més del 50% dels caps en aquest estadi a partir del sisè dia. El

desè dia ja no es van observar més caps en aquest estadi.

Estadi 4 o repartició equitativa del teixit

En el pot 1 es van observar els primers caps en l’estadi 4 a partir del vuitè dia, i el 50%

el desè dia.

En el pot 2 no es va poder observar cap cas en aquest estadi al llarg dels deu dies de

durada de l’experiment.

En el pot 3 es van observar més del 50% dels caps a partir del vuitè dia.

Cues tallades entre els ulls i la faringe

Estadi 1 o formació del blastema

En el pot 1 el 50% de les cues amb el blastema format es van veure el segon dia. A

partir del setè dia ja no es van observar més cues en aquest estadi.

En el pot 2 les primeres cues en l’estadi 1 es van observar el segon dia, i més del 50% a

partir el tercer.

En el pot 3 a partir del tercer dia es van observar més del 50% de les cues en aquest

estadi. A partir del sisè dia ja no es van observar més cues en aquest estadi.

Estadi 2 o inici del creixement dels ulls

En el pot 1 es va observar la primera cua en l’estadi 2 el cinquè dia, i més del 50% a

partir del sisè.

En el pot 2 no es va observar cap cua en aquest estadi al llarg dels deu dies de durada

de l’experiment.

En el pot 3 es van observar les primeres cues en l’estadi 2 el cinquè dia i més del 50% a

partir del sisè. A partir del novè dia ja no es va observar cap cua en aquest estadi.

Page 41: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

41

Estadi 3 o observació dels ulls completament definits

En el pot 1 es va observar més del 50% de les cues amb els ulls definits a partir del

vuitè dia.

En el pot 2 no es va observar cap cua en aquest estadi al llarg dels deu dies de durada

de l’experiment.

En el pot 3 es va observar més del 50% de les cues amb els ulls definits a partir del

vuitè dia.

Estadi 4 o repartició equitativa del teixit

En el pot 1 es van observar les primeres cues en aquest estat el novè dia, i no se’n van

arribar a observar més del 50%.

En el pot 2 no es va observar cap cua en aquest estadi al llarg dels deu dies de durada

de l’experiment.

En el pot 3 es va observar el 50% de les cues en aquest estat a partir del novè dia.

Caps tallats per sobre dels ulls

Es van mantenir a l’estadi 0, és a dir que no es van regenerar i, finalment, el setè dia es

va donar per mort el cap restant.

Cues tallades per sobre dels ulls

Des del primer dia ja es van definir quatre cues en el tercer estadi, a causa que

conservaven els ulls intactes i, per tant, completament formats. Les sis restants, tot i

tenir el tall per sobre dels ulls, aquests es van fer malbé o van ser tallats i per tant es

van qualificar com a regeneració des de l’estadi 0.

Estadi 1 o formació del blastema

En el pot 4 es va observar el 50% de les cues amb el blastema format a partir del tercer

dia. El cinquè dia ja no es van observar cues en aquest estadi.

Page 42: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

42

Estadi 2 o inici del creixement dels ulls

En el pot 4 es va observar la primera cua en aquest estadi a partir del tercer dia i més

del 50% a partir del cinquè dia. A partir del novè dia ja no es va observar cap cua en

aquest estadi.

Estadi 3 o observació dels ulls completament definits

En el pot 4 des del primer dia es van observar 4 cues amb els ulls completament

formats perquè no havien estat tallats. A partir del setè dia es van observar les

primeres cues que s’havien regenerat des de l’estadi 0 en l’estadi 3, i se’n van observar

més del 50% a partir del vuitè dia. El novè dia ja no es va observar cap cua en aquest

estadi.

Estadi 4 o repartició equitativa del teixit

En el pot 4 es va observar la primera cua en aquest estadi a partir del vuitè dia i més

del 50% a partir del novè.

De les dades obtingudes es dedueix que el desenvolupament dels fragments dels pots

1 i 3 va ser semblant; en el cas del pot 3 lleugerament més ràpid (segurament, en estar

dins d’una capsa, la temperatura va ser més constant), mentre que els del pot 2 no es

van arribar a desenvolupar per sobre de l’estadi 2.

Aquest fet va fer pensar que la presència de més o menys llum no afecta el

desenvolupament. En canvi, les variacions de temperatura sí que afecten, ja que amb

temperatures més baixes la velocitat de regeneració va resultar limitada.

En el cas del pot 4 cap cap no es va arribar a desenvolupar i el 80% es va perdre durant

la manipulació o bé va morir al llarg de l’experiment. Aquest fet podria fer pensar que

la zona per sobre dels ulls de les planàries té incapacitat de regeneració a causa de la

manca de neoblasts en aquesta regió.

Page 43: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

43

B) Observació dels estadis de moviment dels individus de S. mediterranea ens les

diferents condicions d’estudi

Durant la regeneració, es pot veure una variació en la mobilitat dels individus

regenerants. Aquest moviment es pot classificar en 3 estadis:

Estadi 0: No moviment.

Si el moviment és nul.

Estadi 1: Poc moviment.

Si el moviment és limitat però l’animal té la capacitat d’estirar-se o contraure’s.

Estadi 2: Molt moviment.

Si l’animal té la capacitat de desplaçar-se.

Durant l’experiment també es va observar el moviment dels diferents fragments

regenerats de planària (Taula 3). El moviment va variar respecte caps i cues al llarg dels

dies. Els resultats es descriuen a continuació:

Page 44: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

44

Taula 3: Estadis del moviment dels individus de S. mediterranea ens les diferents

condicions d’estudi.

DIA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

POT 1

Caps estadi 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

estadi 1 1 1 0 1 2 1 2 2 2 2

estadi 2 9 9 10 9 8 8 6 6 6 6

Cues estadi 0 4 10 7 5 2 1 0 0 0 0

estadi 1 3 0 3 3 6 5 6 4 3 3

estadi 2 3 0 0 2 1 4 4 6 7 7

Total 20 20 20 20 19 19 18 18 18 18

POT 2

Caps estadi 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

estadi 1 0 1 0 0 1 1 3 1 3 4

estadi 2 10 9 10 10 9 9 6 8 6 5

Cues estadi 0 4 5 7 8 10 6 8 6 6 9

estadi 1 5 5 3 2 0 4 2 4 4 1

estadi 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Total 20 20 20 20 20 20 19 19 19 19

POT 3

Caps estadi 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

estadi 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0

estadi 2 10 9 10 9 10 10 10 9 9 9

Cues estadi 0 8 6 9 8 2 0 0 0 0 0

estadi 1 2 3 1 2 5 5 2 2 0 4

estadi 2 0 1 0 0 3 5 8 8 10 6

Total 20 20 20 20 20 20 20 19 19 19

POT 4

Caps estadi 0 1 2 1 1 1 1 0 0 0 0

estadi 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

estadi 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Cues estadi 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0

estadi 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1

estadi 2 9 10 10 8 10 10 10 10 10 9

Total 12 12 11 11 11 11 10 10 10 10

Page 45: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

45

En el cas dels caps dels pots 1, 2 i 3 l’activitat va ser alta durant els deu dies de durada

de l’experiment, exceptuant el cas del pot 4, en el qual cap dels fragments conservats

va mostrar símptomes de mobilitat.

Contràriament, les cues van tenir poca activitat o una activitat nul·la. En el pot 1, tres

cues es van desplaçar el primer dia i no van tornar a fer-ho fins al quart. En el pot 2 el

moviment va ser limitat i cap no es va desplaçar. En el pot 3 no hi va haver

desplaçament majoritari fins al cinquè dia. En canvi, en el pot 4 totes les cues es van

desplaçar durant tots els dies.

La major mobilitat dels caps dels pots 1 i 3 respecte de les cues dels mateixos pots i el

fet que l’inici de la mobilitat de les cues coincidís amb la formació dels ulls, i suposem

que del cervell, porta a pensar que el moviment depèn del cervell i que ve donat per

aquest. En aquest sentit, les cues del pot 4, que van ser tallades a l’alçada dels ulls i de

les quals, per tant, se suposa que no es va afectar el cervell, no van ser afectades en el

moviment i per això van tenir la capacitat de desplaçar-se des del primer dia de

l’experiment.

Conclusions

De l’experiment presentat es van poder extreure les conclusions següents:

La llum no és un factor que influeixi en la regeneració de les planàries, ja que el

ritme va ser el mateix tant en condicions de foscor com de llum, quan la

temperatura no es va variar.

La temperatura sí que afecta la velocitat del creixement. El fred influeix en el

ritme de regeneració, ja que alenteix l’activitat dels neoblasts i de l’organisme.

Durant les primeres fases de regeneració els caps tenen més activitat que les

cues a causa de la presència del cervell i dels ulls, i no és fins que els creix el

cervell que les cues tenen moviment.

La regeneració de fragments tallats per sobre dels ulls va ser nul·la a causa de

l’absència de neoblasts en aquesta zona.

Page 46: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

46

Conclusions del treball

Aquest treball, d’acord amb els objectius que es van plantejar inicialment, m’ha

permès aprofundir coneixement que tenia sobre les planàries i aprendre a partir

d’aquests animals molts nous conceptes.

M’ha donat la oportunitat de saber sobre una espècie en concret, Schmidtea

mediterranea. Mitjançant els experiments he pogut demostrar els conceptes teòrics

plantejats anteriorment. Duent a terme una immunotinció, he pogut observar els

neoblasts, les cèl·lules que permeten la regeneració i, a més a més, el sistema nerviós,

l’observació del qual no constava en els objectius inicials. També he pogut estudiar

amb més detall la regeneració, el punt del treball pel qual tenia més interès. Tant a

nivell bibliogràfic com experimental, he pogut obtenir un ampli ventall d’informació

sobre la regeneració, els processos que la componen i he pogut veure-ho amb els

meus propis ulls.

Els treball de camp, en concret, m’ha obert les portes al món del laboratori. He après

noves tècniques, m’he familiaritzat amb l’ambient i els components que el formen, he

aplicat el mètode científic, m’ha permès satisfer les meves motivacions i m’ha creat

nous interessos i ganes d’investigar més en aquest camp.

El treball no ha presentat gaires dificultats, si més no, no han suposat un inconvenient

per a mantenir el tema i els objectius inicials.

En la recerca bibliogràfica, el major repte va ser seleccionar la informació i trobar les

fonts adequades ja que la majoria d’informació és extreta d’articles científics i estava

redactada de manera molt específica.

A nivell experimental, he pogut comprovar que els experiments no sempre surten

exactament com una espera.

Com ja s’ha pogut apreciar al llarg de les conclusions, ha estat un treball útil ja que he

après gran diversitat de coses. He après a fer un treball d’aquest tipus, a llegir articles i

saber-ne seleccionar la informació, he après nous conceptes sobre les planàries i la

seva regeneració i m’he format en el món del laboratori.

Page 47: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

47

De cara al futur, aquest treball em permetrà disposar de coneixements previs de

vocabulari científic, tècniques de laboratori... No és en absolut un treball acabat. Més

aviat, el considero una introducció ja que aquí hi ha una part molt petita de tota la

informació de la qual es disposa sobre aquest tema i encara n’hi ha molta de

desconeguda.

Com que és un tema que m’interessa potser, en acabar la carrera, hi seguiré treballant

i serà el tema de futurs treballs.

Agraïments

Dono les gràcies a totes aquelles persones que han donat suport i han facilitat la

realització d’aquets treball. En concret al Francesc Cebrià, qui em va proposar els

experiments, m’ha cedit les planàries, m’ha permès anar al seu laboratori, he pogut

entrevistar i m’ha respost a qualsevol dubte que he tingut. A la Susanna Fraguas, qui

em va guiar i ajudar pacientment en l’experiment de la immunotinció. I finalment, a la

Susanna Esquius, tutora d’aquest treball, qui m’ha guiat, aconsellat, animat, resolt

dubtes i donat suport durant tot aquest procés.

Page 48: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

48

Bibliografia

Obres especialitzades

BUENO I TORRES, David: Òrgans a la carta. “Omnis cellula”. Barcelona: Ed. UBe, 2005.

Pàgs. 37-39

PUIG, M. Àngels: Els macroinvertebrats dels rius catalans. Barcelona. Generalitat de

Catalunya, 1999

SASSANFAR, Mandana: Introduction to Planaria, “Summer Workshop”, Departament

de Biologia del MIT, 2007

Obres de referència

ALTABA, Cristian: Invertebrats no artròpodes. “Història natural dels països catalans”.

Barcelona: Ed. Enciclopèdia catalana, 1991. Pàgs. 166-17

Articles

BENAZZI, Mario i altres: “Further Contribution to the Taxonomy of the « Dugesia

Lugubris-Polychroa Group » with Description of Dugesia Mediterranea N.SP.

(Tricladida, Paludicola)”. Bolletino di zoologia. Núm. 42. 1975. Pàgs. 81-89

CEBRIÀ, Francesc i altres: “La regeneració i l’homeòstasi en les planàries, un model

clàssic de biologia del desenvolupament”. Treballs de la SCB. Núm. 62. 2011. Pàgs. 93-

106

CEBRIÀ, Francesc i altres: “Myocyte differentiation and body wall muscle regeneration

in the planarian Girardia tigrina” Dev Genes Evol. Núm. 207. 1997. Pàgs. 306–316

HERNÁNDEZ RAMÍREZ, P. i DORTICÓS BALEA, E: “Medicina regenerativa. Células madre

embrionarias y adultas”. Revista Cubana de Hematología, Inmunología y Hemoterapia.

Núm. 20. Ciudad de la Habana. 2004.

HIDEFUMI, Orii i altres: “Distribution of the stem cells (neoblasts) in the planarian

Dugesia japonica”. Dev Genes Evol. Núm. 215. 2005. Pàgs. 143-157

Page 49: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

49

MEREGALLI, Mireia i altres: “stem cell therapy for neuromuscular diseases”. Stem cells

in clinic and research. Milà. 2011.

NEWMARK, P. i SÁNCHEZ ALVARADO, A: “Bromodeoxyuridine Specifically Labels the

Regenerative Stem Cells of Planarians”. Developmental Biology. Núm. 220.

Washignton. 2000. Pàgs. 142-153

REDDIEN, PW. i SÁNCHEZ ALVARADO, A.: “Fundamentals of planarian regeneration”.

Annu. Rev. Cell. Dev. Biol. Núm. 20. 2004. Pàgs. 725-757

RINK, Jochen C: “Stem cell systems and regeneration in planaria”. Dev Genes Evol.

Núm. 223. 2013. Pàgs. 67-84

RODRÍGUEZ-PARDO, Viviana M: “células madre: conceptos generales y perspectivas de

investigación”. Revista de la Facultad de Ciencias de Pontificia Universisdad Javeriana.

Núm. 10. Bogotá. 2005. Pàgs. 5-14

Fonts de caràcter electrònic

BARFOOT, Jan: “Types of stem cells and their uses”. http://www.eurostemcell.org

BENAZZI, Mario i altres: “Schmidtea mediterranea”.

http://continenticola.myspecies.info

DURÁN, Iván: “modelos de regeneración”. Málaga. 2009

http://www.encuentros.uma.es

GARCÍA, José Luís: “digestión en los platelmintos”.

http://cienciasdejoseleg.blogspot.com

INTERNATIONAL SOCIETY FOR STEM CELL RESEARCH: “stem cells”.

http://www.closerlookatstemcells.org

LÁZARO, Eva M. i altres: “Schmidtea mediterranea”. http://eol.org

LEPORE, Taormina: “Planaria Digestive System”. http://study.com

“Reproduction of Planaria Worms”. http://study.com

MACCORD, Kate: “Mesenchyme”. https://embryo.asu.edu

Page 50: Les planàries. Organismes model per a l'estudi de la …...2018/09/01  · Aquesta capa és la que es diferencia per formar teixits com els del sistema nerviós i l’epidermis. El

50

MUSKOPF, Shannan: “What is a Planarian?” https://www.biologycorner.com

NATIONAL INSTITUTES OF HEALTH: “Stem cell information”. https://stemcells.nih.gov

NEMOSE LIVE: “Schmidtea mediterranea”. http://www.geochembio.com

ROMERO, A. i RENAUT, M.: “Acelomados”. http://bioandreaymariany.blogspot.com

TECNOLOGIC SPAIN: “En la ciudad de Barcelona viven gusanos gusanos ‘inmortales’”.

http://tecnologicspain.blogspot.com.es

TORRENTS, B. i PORTERO, A.: “Quin mecanisme es du a terme per regenerar un òrgan?

Com funciona la regeneració”. https://sites.google.com/site/elscucsinfinits

TUTOR VISTA: “Regeneration”. http://www.tutorvista.com

WIKIPEDIA: “Induced pluripotent stem cells”. https://ca.wikipedia.org