Un estudio internacional liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha demostrado que en los animales vertebrados la formación de la copa óptica, es decir, la estructura embrionaria a partir de la que surge la retina, depende de la contracción progresiva de las células en su superficie basal (en la imagen, la zona interior de la copa óptica, que está en contacto con la lente). Las deformaciones celulares dirigen el plegado del tejido hasta dar lugar a su forma final, como si se tratara de una figura de papiroflexia. El trabajo se publica en la revista eLIFE.

Mediante la toma en vivo de imágenes de la morfogénesis (proceso por el que un organismo desarrollará su forma) de la copa óptica de pez cebra, los investigadores han analizado los mecanismos celulares y moleculares responsables en el plegamiento del ojo en los vertebrados. Para ello han empleado microscopía confocal de alta resolución.

“Hemos examinado en detalle el plegado de una hoja neuro-epitelial, el módulo básico de la construcción del sistema nervioso, usando como ejemplo el ojo embrionario”, explica Juan Ramón Martínez-Morales, investigador del CSIC en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (centro mixto del CSIC, la Junta de Andalucía y la Universidad Pablo de Olavide). Como señala el científico, a pesar de su importancia “se sabe muy poco sobre los mecanismos que controlan la morfogénesis de estas hojas”.

Los autores del estudio también han realizado experimentos para determinar la distribución de las tensiones mecánicas durante el plegamiento del ojo. Los datos han revelado que hay un momento durante el desarrollo en el que el tejido está sometido a una tensión máxima debido a las fuerzas celulares que actúan para esculpir su estructura tridimensional.

“Esperamos que nuestros hallazgos ayuden a construir un modelo para el plegamiento del ojo así como para entender el comportamiento básico de las células y tejidos durante la formación del cerebro de los vertebrados”, concluye Martínez-Morales.

El proyecto se enmarca en ReDevNeural, una red impulsada por el Ministerio de Economía y Competitividad y formada por 10 grupos españoles de investigación interesados en descifrar los mecanismos que crean, mantienen y reparan el sistema nervioso.

María Nicolás-Pérez, Franz Kuchling, Joaquín Letelier, Rocío Polvillo, Jochen Wittbrodt y Juan R. Martínez-Morales. Analysis of cellular behavior and cytoskeletal dynamics reveal a constriction mechanism driving optic cup morphogenesis. eLife. DOI: 10.7554/eLife.15797