Un nuevo estudio desvela nuevos mecanismos moleculares detrás de la formación de los órganos

El grupo de investigación liderado por María Dolores Martín Bermudo, investigadora del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad Pablo de Olavide (UPO) y la Junta de Andalucía, con la colaboración del University Collegue of London, ha estudiado los mecanismos moleculares cruciales para la correcta formación de tejidos.

Cada órgano de cualquier ser vivo tiene una forma y estructura necesaria para el desempeño correcto de sus funciones.  De hecho, una malformación de cualquier órgano durante el desarrollo embrionario previene su correcto funcionamiento. Un proceso clave es el plegamiento de los tejidos, que, además de permitir pasar en estadios muy tempranos de un embrión plano trilaminar a una forma cilíndrica, se usa regularmente para dar forma a los distintos órganos.

La adhesión celular se requiere para el correcto plegamiento de los tejidos (a la izquierda: normal y a la derecha: adhesión afectada).

En este trabajo, en el que se ha usado como modelo de estudio el epitelio del primordio del ala de la mosca de la fruta, se han descubierto los mecanismos moleculares y celulares que dirigen el plegamiento de los tejidos. Estos mecanismos son los que permiten a los órganos adquirir su forma característica, y, por lo tanto, una correcta funcionalidad.

Los tejidos se pueden plegar hacia su parte apical o hacia la basal, sin embargo, a pesar de que ambos tipos de plegamientos ocurren durante la embriogénesis, poco se sabe de los mecanismos que regulan el plegamiento basal. Durante el plegamiento apical, el citoesqueleto de actomiosina, de las células, maquinaria capaz de producir contracciones, tira de las adhesiones que existen entre célula y célula, mediadas por caderinas, provocando una reducción de sus superficies apicales, lo que resulta en un cambio de forma, de cuboidal a trapezoide, induciéndose así un plegamiento apical.

Hasta ahora, se pensaba que en la parte basal el proceso se iniciaría de una manera similar, donde el citoesqueleto de actomiosina tiraría en este caso de las adhesiones entre las células y la membrana basal, mediadas por integrinas. Sin embargo, este trabajo demuestra que el plegamiento basal se inicia por una disminución de la adhesión de las células a la membrana basal.

Esto dispara un desplazamiento del módulo de adhesión apical hacia la parte basal, donde sustituye al módulo basal, lo que provoca una contracción de la superficie basal, que induce los cambios de formas necesarios para inducir un plegamiento basal. “Estos resultados enseñan que los módulos de adhesión apical y basal juegan papeles muy distintos durante el plegamiento epitelial, y mientras el módulo apical favorece el plegamiento, el basal lo inhibe”, indica la primera autora del trabajo, Andrea Valencia-Expósito (CABD).

Es crucial entender, tanto a nivel celular como de tejido, cómo las fuerzas derivadas de las interacciones entre las moléculas de adhesión y el citoesqueleto de actomiosina producen cambios en las formas celulares que inducen el plegamiento de tejidos. “Este trabajo desvela por primera vez los mecanismos que regulan el plegamiento basal”, indica la investigadora principal de este estudio, Lola Martín Bermudo (CABD). Asimismo, abre las puertas a futuros estudios que investiguen cómo se especifican las regiones donde el tejido se pliega, ya que un plegamiento en un lugar erróneo puede dar lugar a una malformación.

Gracias a esta investigación, se contribuye activamente a la comprensión de las malformaciones en el desarrollo debido a plegamientos erróneos.

Referencia:

Andrea Valencia-Expósito, Nargess Khalilgharibi, Ana Martínez-Abarca Millán, Yanlan Mao and Maria D. Martín-Bermudo. ‘Local weakening of cell-extracellular matrix adhesion triggers basal epithelial tissue folding’ Embo Journal