Desvelan un mecanismo que garantiza la precisión durante el desarrollo de los órganos

Dos equipos de investigación de la conexión lifeHUB del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han descubierto un mecanismo por el cuál las células indiferenciadas (células madre) que van a dar origen a los distintos tipos celulares de un órgano concreto se producen en una cantidad que se ajusta al número de células que se diferencian por lo que el tamaño final del órgano tiene poca variabilidad, es decir, es consistente.

El trabajo, con la participación de investigadores del Grupo Interdisciplinar de Sistemas Complejos (GISC) en la Universidad Carlos III de Madrid, y del I3S de la Universidad de Oporto, se ha publicado en la revista PLOS Biology .

En la naturaleza, la mayor parte de los órganos del cuerpo terminan de crecer cuando alcanzan un tamaño propio de la especie. Un hecho que es sorprendente, porque en el desarrollo de cualquier órgano hay involucradas una gran cantidad de células que crecen, se dividen, se especializan o mueren y en todos estos procesos hay fluctuaciones. Se esperaría, por tanto, que la formación de los órganos fuese un proceso impreciso, pero no lo es.

La teoría hasta ahora era que el desarrollo embrionario está dotado de mecanismos de control semejantes a los que se implementan en los sistemas de ingeniería para, por ejemplo, garantizar la constancia de la producción en una planta industrial o la estabilidad en el vuelo de un avión. Este nuevo trabajo describe, de hecho, un mecanismo de control «retroalimentado» que explicaría cómo se garantiza la estabilidad del desarrollo de un órgano.

El equipo de Fernando Casares, del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD-CSIC/UPO/JA), ha elegido el ojo de Drosophila melanogaster , la mosca del vinagre, como órgano modelo en su estudio. «Esta elección se justifica porque es un «aparato óptico» biológico, en el que la precisión de su tamaño es esencial para su función», afirma.

«El mecanismo de ajuste funciona mediante un sistema de retroalimentación: las células progenitoras se producen de forma continua, pero su supervivencia está supeditada a que reciban una señal de las células que se están diferenciando. Esta señal se produce a través de la familia de proteínas BMP, moléculas conservadas en todos los grupos animales y esenciales para múltiples funciones, desde el establecimiento de las capas embrionarias hasta el desarrollo del sistema nervioso», explica Casares.

Por su parte, el investigador del CNB, Saúl Ares, comenta que «este trabajo ha sido posible gracias a la combinación de las distintas capacidades y metodologías de ambos grupos y utilizando un conjunto de tecnologías, desde la ingeniería genética al análisis cuantitativo de imágenes y modelización matemática, que ha permitido demostrar que la formación del ojo depende de este mecanismo de retroalimentación con la familia BMP como protagonista».