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Contraer células para crear órganos

EFEFUTURO.- Científicos del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona han descubierto un nuevo mecanismo que da forma a las células y genera fuerzas contráctiles durante el desarrollo y la formación de los órganos.

Imagen transversal de un embrión expresando Moesin-GFP (en verde) mostrando los cambios en la forma del tejido contractile durante el cierre dorsal. Créditos imagen: Laure Saias y Jim Swoger, CRG.

El nuevo mecanismo, publicado en la revista “Developmental Cell“, incluye estrategias que también se producen en la muerte celular programada, algo nunca descrito hasta ahora, según Jérôme Solon, jefe del grupo de Biomecánica de la Mofogénesis del CRG, que ha liderado la investigación.

Según Solon, el descubrimiento de este mecanismo, similar a la cicatrización de las heridas, contribuye a una mejor comprensión del desarrollo de órganos y de su mantenimiento.

Las células y los tejidos necesitan generar fuerzas para dar forma a los órganos y para el correcto desarrollo embrionario y los científicos del CRG se han centrado en uno de los procesos más estudiados del desarrollo: el cierre dorsal de la mosca del vinagre (Drosophila).
El cierre dorsal es un proceso en el que las células de la piel en el embrión se estiran por encima de un agujero y lo cierran, es decir, los bordes de este agujero forman una especie de cremallera que estira y une las células de la piel del embrión para darle forma y pasar al siguiente estadio del desarrollo.

Según Solon, hay muchos grupos de investigación estudiando el desarrollo y algunos de ellos se centran en el cierre dorsal porque se parece tanto genética como mecánicamente a la cicatrización de heridas en los mamíferos.

“Los mecanismos que dan forma a las células y los tejidos conocidos hasta ahora se basan en fuerzas que provienen de cambios en la estructura interna o citoesqueleto de la célula y en la red de filamentos que tiran, empujan o contraen las células. Lo que ahora hemos descubierto es que las células también pueden generar fuerzas simplemente modificando su volumen”, ha explicado Jérôme Solon.

Cierre dorsal en 3D


Para llevar a cabo su investigación, Solon y sus colaboradores hicieron una descripción cuantitativa del cierre dorsal a nivel tridimensional, visualizaron las células y, junto con el también físico Guillaume Salbreux, del Francis Crick Institute de Londres, construyeron un modelo 3D para comprender mejor qué estaba sucediendo a nivel de cada célula individualmente.

“Sorprendentemente, descubrimos que las células no se alargaban o cambiaban su forma tal como se entendía hasta ahora, sino que las células se encogían y por eso cambiaban su volumen, empequeñeciendo”, ha indicado el investigador.
“Cuando se observan células en la mayoría de procesos del desarrollo que implican contracción de los tejidos lo que vemos es que las células cambian de forma pasando de ser aplanadas a tener forma de pera, sin que ello afecte a su volumen. Simplemente se reparte de forma distinta”, ha señalado.

En cambio, en los resultados de esta investigación los investigadores han observado que las células continúan aplanadas pero han disminuido su volumen haciéndose pequeñas.

“Lo más curioso de todo es que los mecanismos que dan lugar a estos cambios son los mismos que los que encontramos en la muerte celular programada o apoptosis. Por tanto, para nosotros es importante destacar el doble rol de la apoptosis en este proceso del desarrollo en particular”, ha subrayado Solon.

“Creemos -ha añadido- que es probable que estos mecanismos jueguen un papel importante en otros procesos de formación de órganos y tejidos, como por ejemplo la cicatrización de heridas o el desarrollo de extremidades o del cerebro”. EFEFUTURO
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