Una nueva vía genética les dice a los órganos del cuerpo en desarrollo que se pongan en línea

Enero 19, 2005

Una nueva vía genética les dice a los órganos del cuerpo en desarrollo que se pongan en línea

Enero 19, 2005

La Jolla, CA – Los científicos del Instituto Salk han descubierto una vía genética novedosa que asegura que los órganos del cuerpo se desarrollen correctamente y en la posición correcta durante el desarrollo embrionario. El descubrimiento tiene implicaciones importantes para la medicina con células madre, que continúa enfrentando el desafío de inducir a las células madre a formar nuevos órganos.

Un equipo encabezado por Juan Carlos Izpisua Belmonte, profesor del Laboratorio de Expresión Génica del Instituto Salk, ha determinado que tres genes clave marcan la diferencia entre tener órganos sanos correctamente alineados a lo largo de la línea media del cuerpo y órganos deformados en el lugar equivocado. Los hallazgos se publicaron en la edición del 1 de enero de Genes & Development.

“No basta con decirle a una célula, 'te vas a convertir en una célula cardíaca', dijo Belmonte. “También debes decirle, 'serás parte de la pared anterior del corazón'; debes decirle a cada célula su función en todo el órgano. No sabemos demasiado sobre eso. Ese es el segundo nivel de complejidad que necesitamos entender si la terapia con células madre va a llegar a la clínica”.

El proceso increíblemente complejo de formación de patrones implica que las células del embrión en desarrollo se reúnan, comiencen a comunicarse y migren a los lugares correctos para formar un órgano como el corazón (migración celular). El proceso está claramente bajo control genético, pero los genes involucrados no se conocían previamente. En varios puntos del desarrollo, los genes se activan y desactivan, actuando como planos para permitir que las células fabriquen proteínas de señalización mediante las cuales las células se comunican entre sí.

“Aunque los científicos en el campo entendieron el proceso real de migración celular, no sabíamos qué jugadores estaban involucrados en la migración de estas células en el contexto del embrión. Ahora lo hacemos”, dijo el investigador asociado de Salk, Takaaki Matsui, autor principal del artículo.

Los tres genes cruciales, wnt4a, silberblick/wnt11 y relacionados con wnt11, codifican tres proteínas de señalización en una conocida familia de proteínas denominada "Wnt". Las proteínas Wnt han estado implicadas durante mucho tiempo en otros aspectos del desarrollo, pero hasta el trabajo del equipo de Salk nadie sospechaba que estuvieran involucradas en la formación de patrones. Mediante un minucioso proceso de eliminación durante dos años y medio, los científicos de Salk demostraron que el bloqueo de estos tres genes evitaba que órganos cruciales del cuerpo, como el corazón, el intestino, el hígado y el páncreas, se alinearan a lo largo de la línea media del cuerpo durante la etapa embrionaria. desarrollo.

Los científicos se sorprendieron con lo que encontraron. “Es un camino complejo, mucho más complejo de lo que estamos acostumbrados”, dijo Angel Raya, investigador principal asociado de Salk y coautor del artículo. "En lugar de regular a la baja un gen, debido a que sus funciones se superponen parcialmente entre sí, necesitábamos regular a la baja tres genes al mismo tiempo para obtener este resultado".

Para su estudio, los investigadores utilizaron el embrión del pez cebra, un embrión modelo ideal porque es grande, transparente y se desarrolla rápidamente. “Puedes verlo todo, justo en tu placa de Petri”, dijo Belmonte.

El descubrimiento de la nueva vía genética Wnt tiene implicaciones importantes para la medicina de células madre, que está teniendo cierto éxito en cambiar el destino de las células madre para que se conviertan en células nerviosas o de tejido cardíaco de reemplazo, pero aún lucha por persuadir a las células para que formen nuevos órganos. “Nuestros resultados dan una idea de cómo migran las células para formar tejidos y órganos”, dijo Belmonte. "Estos genes controlan el comportamiento celular, en lugar del destino celular".

El Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California, es una organización independiente sin fines de lucro dedicada a los descubrimientos fundamentales en las ciencias de la vida, la mejora de la salud humana y la capacitación de futuras generaciones de investigadores. Jonas Salk, MD, cuya vacuna contra la poliomielitis casi erradicó la poliomielitis, una enfermedad paralizante en 1955, inauguró el Instituto en 1965 con un terreno donado por la ciudad de San Diego y el apoyo financiero de March of Dimes.