Comprender el proceso mediante el cual unas pocas células madre indiferenciadas de un embrión se dividen y se especializan, organizándose hasta formar tejidos, órganos y, finalmente, un nuevo ser vivo siempre ha despertado la curiosidad de los científicos. Un ser vivo que, si nada falla, tendrá los órganos de un determinado tamaño, justo el apropiado para su funcionamiento.
Embrión en sus primeras etapas de desarrollo — Elena Kontogianni / Pixabay
En esta búsqueda se empeña la biología evolutiva del desarrollo, conocida como ‘evo-devo’, para explorar los mecanismos subyacentes que guían el crecimiento de los órganos, y no es raro que, de vez en cuando, se descubra algún aspecto relevante. El último hallazgo tiene que ver con el cómo alcanzan esos órganos el tamaño final sin excederse. El descubrimiento se debe a un grupo de investigadores españoles de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla, en colaboración con la Universidad Carlos III y el Centro Nacional de Biotecnología (CNB), perteneciente al CSIC, en España, y la Universidad de Oporto, en Portugal.
Descifrando los secretos del crecimiento de órganos
Este equipo de científicos, con el investigador Tomás Navarro a la cabeza, ha descubierto el papel crucial que juega el proceso de apoptosis en el desarrollo de los órganos, y especialmente, en la regulación y el control de su tamaño final. El trabajo ha sido publicado recientemente en la revista científica Plos Biology.
Embriones en sus primeras etapas de desarrollo — Belinda Lampcc/ Pixabay
La apoptosis es un proceso programado de muerte celular que, irónicamente, juega un papel fundamental en el desarrollo y mantenimiento de los organismos vivos. Es esencial para la eliminación de células dañadas o innecesarias, ayudando a prevenir enfermedades y mantener la salud de los tejidos.
Con la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) como animal modelo, el estudio prueba la existencia de una especie de equilibrio entre la proliferación celular y su apoptosis regulada. Según los investigadores, este delicado balance asegura la precisión en la formación de los órganos y en la adquisición de su tamaño final.
Ojos de mosca siguiendo diversos tratamientos durante su desarrollo embrionario — Navarro et al. 2024
Específicamente, el equipo de Navarro trabajó en el desarrollo del ojo de Drosophila. Tal y como exponen en su trabajo, la apoptosis de las células progenitoras es inhibida por una molécula de señalización llamada Dpp, que es producida temporalmente por células de la retina cuando se encuentran en fase temprana de diferenciación. Este mecanismo genera una retroalimentación que ajusta la tasa de apoptosis de las células progenitoras, controlando así su crecimiento neto y reduciendo la variabilidad en el tamaño final del ojo. Cuanto más grande se hace el ojo, menos DDP se libera y más apoptosis se produce, frenando su crecimiento.
Esta regulación precisa del tamaño del órgano mediante la apoptosis regulada por señalización destaca la importancia de la muerte celular programada no solo en el desarrollo y mantenimiento de la salud de los tejidos vivos, sino también en la construcción precisa de la morfología de los órganos durante el desarrollo embrionario.
Drosophila melanogaster — (CC) Alexis / Wikimedia
La investigación continúa: aplicaciones de futuro prometedoras
El descubrimiento de la regulación del tamaño de los órganos mediante la apoptosis en Drosophila abre un abanico de posibilidades para futuras investigaciones y aplicaciones en el campo de la medicina regenerativa. La posibilidad de modular la apoptosis para controlar el crecimiento orgánico puede favorecer el desarrollo de terapias para enfermedades relacionadas con el crecimiento celular descontrolado, como el cáncer, o en la mejora de técnicas para la regeneración de tejidos dañados.
Este estudio español aporta un conocimiento fundamental sobre los mecanismos de desarrollo orgánico, y establece una base sólida para explorar cómo este mecanismo de regulación puede ser manipulado o imitado en contextos clínicos. Según los investigadores, «más allá de Drosophila, la apoptosis durante el desarrollo es muy frecuente y, en algunos casos, está asociada a la regulación del número de células», y destacan como ejemplos las células inmunitarias de los mamíferos y el sistema nervioso.
Microfotografía de células apoptóticas — Morais et al. 2014
La investigación subraya la importancia de la apoptosis en la eliminación de células dañadas o innecesarias, y también como un mecanismo intrínseco para asegurar la precisión en el tamaño y la forma de los órganos, y las aplicaciones posibles en el diseño de estrategias para la regeneración de tejidos o la inhibición del crecimiento tumoral.
Referencias:
- Fuchs, Y. et al. 2011. Programmed Cell Death in Animal Development and Disease. Cell, 147(4), 742-758. DOI: 10.1016/j.cell.2011.10.033
- Morais, D. B. et al. 2014. Evaluation of the Cell Population of the Seminiferous Epithelium and Spermatic Indexes of the Bat Sturnira lilium (Chiroptera: Phyllostomidae). PLoS ONE, 9(7), e101759. DOI: 10.1371/journal.pone.0101759
- Navarro, T. et al. 2024. Feedback control of organ size precision is mediated by BMP2-regulated apoptosis in the Drosophila eye. PLOS Biology, 22(1), e3002450. DOI: 10.1371/journal.pbio.3002450 (https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002450)
- Obeng, E. 2020. Apoptosis (programmed cell death) and its signals – A review. Brazilian journal of biology=Revista brasleira de biologia. DOI: 10.1590/1519-6984.228437
- Voss, A. et al. 2020. The essentials of developmental apoptosis. F1000Research, 9. DOI: 10.12688/f1000research.21571.1
