El descubrimiento realizado por el equipo de investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM-CSIC-UAM) representa un avance significativo en el campo de la morfogénesis, el estudio de cómo los organismos adquieren su forma característica durante el desarrollo embrionario.
Al dilucidar los mecanismos celulares que orquestan el plegamiento de los epitelios, tejidos que conforman la estructura de los órganos, se ha arrojado luz sobre uno de los procesos fundamentales que dan forma a la anatomía de los seres vivos.
La investigación, publicada en la prestigiosa revista Development, empleó como modelo el desarrollo de la pata de la mosca Drosophila melanogaster, un organismo ampliamente utilizado en estudios biológicos debido a su similitud genética y molecular con los mamíferos.
Los investigadores analizaron cómo un epitelio plano, conocido como disco imaginal, se pliega durante la metamorfosis para dar forma a la pata adulta de la mosca, con sus segmentos articulados y capacidad de movimiento.
Según explica Carlos Estella, investigador principal del CBM-CSIC-UAM y líder del trabajo, los resultados obtenidos muestran que la proliferación celular genera fuerzas de compresión que contribuyen al plegamiento del tejido epitelial.
Esta proliferación celular, controlada por factores genéticos, crea una presión interna que empuja al tejido a plegarse, actuando como una fuerza mecánica clave en el proceso de morfogénesis.
Sin embargo, la proliferación celular por sí sola no es suficiente para determinar la forma precisa de los pliegues y la estructura final del órgano.
Es aquí donde entra en juego la vía de señalización de Notch, un mecanismo de comunicación intercelular crucial para proporcionar las instrucciones genéticas necesarias.
«La vía de Notch desempeña un papel crítico en la ubicación precisa de los pliegues epiteliales», explica Estella.
Mediante esta coordinación entre fuerzas mecánicas y señalización genética, las células del epitelio reciben la información necesaria para determinar dónde y cómo deben plegarse, dando lugar a la estructura característica de la pata de la mosca de manera reproducible.
El estudio destaca la importancia de estudiar tanto los mecanismos locales, como la proliferación celular y la señalización de Notch, como los procesos a nivel de tejido completo, donde estas fuerzas y señales interactúan para orquestar el plegamiento epitelial.
Estella afirma que es fundamental comprender cómo se coordinan estos procesos para desentrañar los misterios de la morfogénesis y tener una comprensión más profunda del desarrollo de los órganos.
Para validar sus hallazgos, el equipo desarrolló un modelo matemático que predice con precisión la forma de los epitelios y el comportamiento celular después de reducir la proliferación celular y en ausencia de la vía de Notch.
Este modelo no solo respalda sus observaciones experimentales, sino que también permite explorar teóricamente diferentes escenarios y condiciones, abriendo la puerta a futuras investigaciones en el campo.
Cabe destacar que este estudio se centró específicamente en el desarrollo de la pata de la mosca Drosophila, pero sus hallazgos tienen implicaciones más amplias para comprender la formación de órganos en los organismos multicelulares en general.
Los mecanismos descubiertos podrían ser similares en otros tejidos y organismos, incluyendo los mamíferos, y podrían ser fundamentales para comprender mejor el desarrollo embrionario y las anomalías congénitas relacionadas con la morfogénesis
