Los científicos muestran cómo las moléculas de señalización BMP y FGF guían la diferenciación celular durante el desarrollo embrionario
Las células madre reciben instrucciones para formar ciertos tipos de células mediante la liberación de varias moléculas de señalización durante la gastrulación. Sin embargo, pueden influir en tu destino: ellos mismos envían moléculas de señalización y, por tanto, se comunican entre sí. Crédito: MPI de Fisiología Molecular
Albañil, banquero, profesor: elegir una carrera es una de las decisiones más apasionantes e importantes de nuestras vidas. Al comienzo del desarrollo embrionario, nuestras células también enfrentan esta decisión. Algunas de ellas se convierten en células sanguíneas, otras en células musculares y otras en células nerviosas.
Un equipo dirigido por Christian Schröter del Instituto Max Planck de Fisiología Molecular de Dortmund ha revelado cómo el antagonismo entre las dos moléculas de señalización FGF y BMP influye en la elección profesional de las células madre. Particularmente interesante es el hecho de que las células madre también pueden dirigir su propio destino. Los hallazgos se publican en la revista. Biología abierta.
Estos hallazgos ayudan a comprender mejor la diferenciación celular y, por lo tanto, pueden ser una base para futuros desarrollos en el campo del cultivo de tejidos dirigido a terapias de reemplazo celular.
Las personas suelen elegir su carrera en la adolescencia. Sin embargo, en el embrión en crecimiento, las células madre toman esta decisión apenas unos días después de que el óvulo y el espermatozoide se fusionen. En este punto comienza la gastrulación y se forman las llamadas capas germinales. Después de la gastrulación, se puede pensar en el embrión como una cebolla con tres capas: el ectodermo, el mesodermo y el endodermo. Posteriormente, estos se convertirán en los órganos internos.
Cóctel de moléculas de señalización
Un cóctel de diferentes moléculas de señalización, como BMP, FGF, Wnt y Nodal, desempeña un papel decisivo a la hora de determinar en qué se convertirá finalmente una célula madre en el embrión temprano. Este cóctel se mezcla con el tejido extraembrionario circundante y, según la mezcla, se forman, por ejemplo, células cardíacas o nerviosas.
Se comprende bien la composición de los distintos cócteles de señalización. Sin embargo, el papel de un ingrediente, el factor de crecimiento de fibroblastos (FGF), que desempeña un papel importante en la migración y el crecimiento de las células madre, aún no está claro. Por primera vez, los científicos dirigidos por Christian Schröter pudieron demostrar que el FGF actúa como antagonista de la molécula de señalización BMP.
Si hay poco FGF, la BMP tiene un efecto fuerte y es más probable que se desarrollen células cardíacas y mesodermo extraembrionario. Sin embargo, si hay demasiado FGF, el efecto de BMP se suprime y es más probable que crezcan las células en el eje posterior del cuerpo.
Análisis del transcriptoma unicelular de una muestra de referencia embrionaria en comparación con las células madre preparadas con FGF de este estudio. Los puntos de colores muestran células diferenciadas de diversas formas. A pesar de las instrucciones del FGF, se forman grupos de diferentes tipos de células (derecha). Crédito: MPI de Fisiología Molecular
¿Instructivo o intuitivo?
En el pasado, los padres desempeñaban un papel decisivo a la hora de determinar las elecciones profesionales de sus hijos. En el desarrollo de células madre, los biólogos del desarrollo han adoptado un proceso igualmente instructivo, basado en la secreción de moléculas de señalización. Sin embargo, los resultados de los investigadores indican que las células madre no se guían exclusivamente por señales externas, sino que, de hecho, pueden tomar el control de su destino. Incluso si, por ejemplo, las células madre en la placa de cultivo fueran instruidas mediante la adición continua de FGF para formar células cardíacas, se desarrollaron grupos de tipos celulares completamente diferentes.
Los científicos sospechan que este proceso supuestamente intuitivo se basa en un efecto comunitario: las células que están muy juntas pueden comunicarse entre sí. Ellos mismos envían señales para que las células vecinas se desarrollen en la misma dirección: una vez que se convierten en el mismo tipo de célula y asumen la misma profesión.
«Nuestra investigación contribuye a una mejor comprensión del proceso en sí y de los principales actores implicados en la diferenciación celular», explica Christian Schröter. «No futuro, estas e outras descobertas poderão ajudar a gerar tipos específicos de células a partir de células estaminais de uma forma direccionada, por exemplo, para substituir tecido morto após um ataque cardíaco. Até agora, a cultura selectiva de tipos específicos de células ainda no es posible.»
Mas informaciones:
Marina Gattiglio et al, El antagonismo a nivel poblacional entre la señalización de FGF y BMP guía la diferenciación del mesodermo en células madre embrionarias, Biología abierta (2023). DOI: 10.1242/bio.059941
Cita: Los científicos muestran cómo las moléculas de señalización BMP y FGF guían la diferenciación celular durante el desarrollo embrionario (2023, 19 de septiembre) recuperado el 19 de septiembre de 2023 de https://phys.org/news/2023-09-scientists-molecules -bmp-fgf-cell .html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de investigación o estudio privado, ninguna parte puede reproducirse sin permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.
