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Hallan claves del diseño embrionario
Un grupo de células determina dónde se ubica la línea media, la cabeza, el tronco y la médula espinal
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¿Cómo hacen las primeras células de un huevo fertilizado para dar lugar a un individuo completo? Es decir, ¿cómo se decide qué células formarán el cerebro o el hígado, dónde va a estar la cabeza y dónde los pies?
Un equipo de investigadores argentinos determinó cuáles son las células y cuáles los genes involucrados en el diseño de un embrión, es decir, halló parte del plano de la construcción de un organismo vivo, un trabajo que se publicó en la prestigiosa revista Development.
"Lo que observamos es que un gen, denominado notch , controla un grupo de células que dará lugar a dos estructuras de la línea media del embrión, el eje. Este gen determina el destino de esas células: algunas de ellas van a formar lo que luego dará origen a la línea media ventral del sistema nervioso temprano y otras formarán una estructura denominada notocorda , que representa el eje vertebral primitivo", explica el doctor Andrés Carrasco, que destaca que el trabajo se realizó enteramente en el Laboratorio de Embriología Molecular de la UBA, y con fondos nacionales.
Un experimento fundamental
En el año 1924, el zoólogo alemán Hans Spemann, junto con su colaboradora Hilde Mangold, tomó un grupo de células de un embrión temprano de rana y lo trasplantó en otra parte del mismo embrión. Al otro día observó que esas células habían iniciado un nuevo esbozo de sistema nervioso central. El resultado fue el desarrollo de dos animales siameses a partir de un solo embrión. Spemann denominó grupo "organizador" a esas células porque tenían la capacidad para dar lugar a un eje embrionario.
Este experimento, considerado como el más importante en la historia de la embriología, le valió a Spemann el Premio Nobel en 1935. Mangold no pudo ser merecedora del lauro porque, el mismo año del hallazgo, la explosión de una estufa terminó trágicamente con su vida. Pero es el único caso de la historia en el que una estudiante realizó un experimento que ganó el Nobel. Transcurridos más de 70 años de aquel descubrimiento, aún no se sabía con precisión cuáles eran las estructuras que se originaban a partir del organizador de Spemann o, más bien, de Spemann-Mangold.
La piedra filosofal
"El organizador es como la piedra filosofal, todos los misterios de cómo se construye un embrión empiezan allí", sostiene Carrasco. De ese grupo de células surgen dos estructuras: la placa del piso del tubo neural -que va a dar lugar al sistema nervioso central- y la notocorda , que tiene la clave para el desarrollo de diversas partes del cuerpo.
Se sabía que un gen denominado sonic hedgehog (erizo sónico, un personaje de historieta) organizaba diversas partes del cerebro y la médula espinal. De hecho, cuando este gen está mutado se produce una importante malformación denominada holoprosencefalia , en la cual el cerebro no puede separarse en dos hemisferios. El resultado es un individuo con un solo hemisferio y un solo ojo.
Lo que determinó el grupo deCarrasco es que otro gen, denominado notch , activa al sonic hedgehog para que dé lugar a la formación de la placa del piso y la notocorda. Antes se pensaba que estas dos estructuras provenían de regiones diferentes del embrión. "Ahora sabemos que ambas tienen su origen en el organizador, y también que cualquier variación en la cascada de señales produce alteraciones en la formación de esas estructuras", señala Carrasco.
El investigador considera que el conocimiento de este delicado balance de señales hará posible entender mejor cuál es la función del organizador. "Cuando se forma la línea media también se determina dónde van a estar la cabeza, el tronco, la médula espinal y todos los demás órganos, con las diferencias entre izquierda y derecha", explica Carrasco.
Proceso ordenado
La doctora Silvia López, investigadora del Conicet, realizó los experimentos con embriones de una rana, denominada Xenopus, en los que inyectó una versión activada del gen notch , en una de las mitades del embrión temprano. Un día después, al comparar el desarrollo de cada una de las mitades, la investigadora pudo ver que mientras aquélla que no había sido inyectada permanecía normal, la mitad que había sido activada mostró un agrandamiento de la placa del piso y una reducción de la notocorda.
Según Carrasco, el estudio particularizado de las células de la línea media que provienen del organizador y de los genes que controlan el proceso puede constituir "una mina de oro". Si los investigadores logran encontrar el plano completo de la construcción de un organismo vivo, ello hará posible obtener células del tejido que uno desee, o incluso construir un órgano a medida. Pero, para lograr esto, será necesario conocer mucho más acerca del modo en que las células madre se diferencian y construyen formas.
"La embriología molecular permite responder preguntas que podrían tener aplicación en biomedicina", se entusiasma Carrasco, y concluye: "Lo lamentable es la escasa atención que se le ha prestado en el país."
Centro de Divulgación Científica, FCEyN, UBA
