Las células en desarrollo hacen ‘natación sincronizada’ dentro del embrión
El 5% de las veces se produce un fallo en este delicado proceso, observado en embriones de la mosca de la fruta, que deriva en alteraciones y enfermedades genéticas.
La vida es uno de los procesos más fascinantes, y también más enigmáticos. Cada reacción bioquímica se ejecuta con una precisión extremadamente ordenada, al menos, en aproximadamente el noventa y cinco por ciento de las veces, lo que lleva al desarrollo de un organismo sano.
Pero el otro cinco por ciento de las veces, cuando las cosas no salen perfectamente, el proceso puede afectar al desarrollo posterior de la vida del ser humano, dando como resultado una diversidad de alteraciones y enfermedades genéticas.
Ahora, un equipo de científicos de la Universidad de Duke ha descrito un curioso proceso que tiene lugar en el interior del embrión, y que tiene que ver con la perfecta disciplina que ejecutan las células a la hora de realizar las divisiones celulares, observando el desarrollo del embrión de la mosca de la fruta.
Se trata de una especie de ‘natación sincronizada’ celular.
A diferencia de un embrión humano, donde una sola célula se multiplica a través de repetidas divisiones celulares, el embrión temprano de una mosca de la fruta comienza como un huevo en forma de balón de fútbol que contiene un solo núcleo, y que a su vez se divide en miles de núcleos, todo dentro de la misma célula.
Los científicos ya sabían que en el embrión se producen como corrientes u oscilaciones. Pero, por primera vez, se ha observado cómo las oscilaciones que existen en la actividad bioquímica comienzan a producirse alrededor de los núcleos celulares.
Estas oscilaciones crean corrientes que dispersan los núcleos en una formación específica a través del envío de señales bioquímicas a los núcleos que los rodean, como si las células hicieran natación sincronizada, todo en un orden perfectamente coordinado que les permite experimentar el mismo número de divisiones.
Anteriormente, no se sabía dónde ocurrían estas oscilaciones ni si tenían un papel en el control de los movimientos dentro del embrión.
Aunque los embriones de la mosca de la fruta se desarrollan de manera diferente a los embriones humanos, los científicos creen que el estudio puede arrojar luz sobre el desarrollo humano y los estudios de regeneración.
El estudio ha descrito en la prestigiosa revista Cell el 2 de mayo.
"Lo que realmente hace especial a esta investigación es nuestra capacidad para reunir todas las ideas que se han publicado hasta ahora para crear un modelo para resolver el problema", en palabras del doctor Stefano Di Talia, uno de los autores del estudio. "Al utilizar el sofisticado modelo computacional que desarrollamos, podemos determinar exactamente en qué consiste la bioquímica y cómo se relaciona con la mecánica celular".
Método
Usando el modelo computacional, que fue desarrollado con la experiencia del coautor el estudio Alberto Puliafito de la Universidad de Turín, los científicos pudieron determinar que si el proceso de posicionamiento nuclear no se realiza correctamente, se producirá un fallo en la sincronización de la división celular, con los consecuentes defectos genéticos.
¿Por qué la mosca de la fruta?
Pero, si este proceso ha sido solo observado en la mosca de la fruta, ¿significa eso que podemos extrapolar los resultados también en humanos?
Según Victoria E. Deneke, autora principal del estudio: "En términos generales, hay muchos puntos en común entre todos los animales. Todos tenemos que expandir nuestro número de células primero y luego especificarlo en diferentes tipos de células. Y la forma en que se coordina ese proceso es esencialmente lo que estamos tratando de aprender a través de nuestro estudio, que revela algunos principios generales que se pueden aplicar a tejidos más complejos".
La Drosophila melanogaster, archiconocida como mosca de la fruta, es común en los laboratorios de investigación. ¿Por qué? Usualmente, se suele recurrir a un animal con el que se comparta cierto porcentaje de información genética, para que los resultados sean extrapolables o, al menos, comparables, al ser humano. El 61% de los genes de enfermedades humanas tienen un análogo identificable en el código genético de las moscas de la fruta, como explica la bióloga Sharmila Bhattacharya del Centro de Investigación Ames de la NASA, y el 50% de las secuencias proteínicas de la mosca tiene análogos en los mamíferos.
Victoria E. Deneke et al. Self-Organized Nuclear Positioning Synchronizes the Cell Cycle in Drosophila Embryos, Cell (2019). DOI: 10.1016/j.cell.2019.03.007
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