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Las células de embriones se comunican químicamente

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Equipo de científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en colaboración con la Universidad Complutense de Madrid y la Univesity College London, descubrieron un mecanismo de comunicación entre las células del embrión del pollo por medio de señales químicas que hace posible la diferenciación entre sus distintas partes.

En el estudio, publicado en la revista “Scientific Reports”, los investigadores determinaron que se trata de un proceso en donde se produce un evento fundamental como es la rotura de la simetría radial del embrión, de modo que éste adquiere las coordenadas espaciales que determinan dónde se distribuyen más tarde los lados derecho e izquierdo, las partes ventral y dorsal, o la cabeza y la cola del embrión.

Una vez la célula ha sido fecundada, comienza un proceso de división celular por el que ésta se transforma en un embrión con miles de células.

La científica Federica Bertocchini, investigadora del CSIC en el Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria, explicó que “al llegar a este punto del desarrollo embrionario, las células son aún equivalentes ya que todas ellas mantienen la potencialidad de dar lugar a los tejidos que conforman el organismo. Pero, poco a poco, cada una pierde esta potencialidad y adquiere un destino particular que la llevará a convertirse, por ejemplo, en una célula del riñón, del corazón o del cerebro”.

En el estudio en el que han colaborado Clemente Arias, Miguel Herrero y Claudio Sterna, se descubrió que la rotura de la simetría radial se produce en una etapa muy temprana, incluso antes que las coordenadas espaciales distribuyan las partes del cuerpo. Las células del embrión temprano se comunican entre sí a través de señales químicas (denominadas BMP4 y Vg1). Aunque en un principio las células producen tanto BMP4 como Vg1, a medida que se desarrolla el embrión, unas comienzan a producir exclusivamente una u otra, dependiendo de su posición en el embrión.

“A las pocas horas se diferencian claramente dos zonas en el embrión, una donde únicamente se expresa BMP4, y otra donde exclusivamente aparece Vg1 que, a su vez, serán los polos anterior y posterior del embrión respectivamente. Hemos trabajado con pollo porque es uno de los animales modelo en el estudio del desarrollo embrionario de los amniotas (mamíferos, aves y reptiles)”, añadió la investigadora Bertocchini.

Los modelos matemáticos más utilizados en embriología son los conocidos como modelos de reacción-difusión. Estos modelos son capaces de reproducir los patrones espaciales que se observan en muchos sistemas biológicos. Sin embargo, su inconveniente radica en que se basan en mecanismos físicos o químicos. Por ello, los investigadores han propuesto un modelo alternativo: “Este trabajo se basa en mecanismos biológicos que tienen lugar en las células del embrión. Tanto BMP4 como Vg1 se unen a receptores específicos en la membrana de las células, lo que desencadena unos procesos que activan o inactivan la producción de BMP4 o Vg1. De este modo el comportamiento de cada célula está condicionado por el de sus vecinas”, aseguró Bertocchini.
..Diego Armando M