Los científicos descubren que la presión determina qué células embrionarias se convierten en 'organizadoras'

Una colaboración entre grupos de investigación de la Universidad de California, TU Dresden en Alemania y Cedars-Sinai Guerin Children's en Los Ángeles ha identificado un mecanismo mediante el cual las células embrionarias se organizan para enviar señales a las células vecinas, indicándoles adónde ir y qué. hacer. . Aunque la ciencia conoce estos centros de señalización desde hace algún tiempo, ha sido un misterio cómo las células individuales se convierten en organizadores.

Hasta ahora. En Un papel publicado en la revista Biología celular de la naturalezaLos investigadores descubrieron que las células son literalmente presionadas para convertirse en organizadoras.

«Pudimos utilizar técnicas de microgotas para descubrir cómo la acumulación de presión mecánica afecta la formación de órganos», dijo el coautor Otger Campàs, ex profesor asociado de ingeniería mecánica en la UC Santa Bárbara y actualmente director general, profesor y presidente. de dinámica de tejidos en el Grupo de Excelencia para la Física de la Vida en la Universidad Técnica de Dresde.

Presión de grupo

Descubrir cómo las células deciden convertirse en organizadoras durante la formación de órganos sigue siendo un desafío central en el estudio de la embriogénesis y es fundamental para comprender el desarrollo embrionario.

«Al comprender cómo un embrión forma órganos, podemos comenzar a hacer preguntas sobre qué funciona mal en los niños que nacen con defectos de nacimiento», dijo el coautor Ophir Klein, MD, director ejecutivo de Cedars-Sinai Guerin Children's, donde también trabaja. . la Cátedra Distinguida David y Meredith Kaplan en Salud Infantil.

Basándose en técnicas desarrolladas previamente por Campàs, en las que pequeñas gotitas insertadas entre células embrionarias en desarrollo detectan las fuerzas que ejercen las células entre sí, y mediante observaciones de un diente incisivo embrionario, los investigadores descubrieron que la presión influye en el destino de una célula: sienta el pellizco y utilice esta información para organizarse.

«Es como esos juguetes que absorben agua y crecen en tamaño», dijo Neha Pincha Shroff, becaria postdoctoral en la Facultad de Odontología de la UCSF y coautora principal del estudio.

“Imagínese que esto suceda en un espacio reducido. Lo que sucede en el nódulo incisivo es que las células se multiplican en un espacio fijo y esto hace que se acumule presión en el centro, que luego se convierte en un grupo de células especializadas”. Los investigadores descubrieron que las células que sienten la presión más fuerte dejan de crecer y comienzan a enviar señales para organizar otras células vecinas en el diente.

Los embriones utilizan varios de estos centros de señalización para guiar a las células mientras forman tejidos y órganos. Las células alrededor de estos centros reciben señales más fuertes o más débiles según su ubicación y toman decisiones en consecuencia. Al igual que construir rascacielos o puentes, esculpir nuestros órganos implica una planificación rigurosa, mucha coordinación y una mecánica estructural correcta. Fallar en cualquiera de estos procesos puede ser catastrófico a la hora de tender un puente, y también puede ser perjudicial para nosotros a medida que crecemos en el útero.

«Este trabajo podría conducir a investigaciones adicionales sobre cómo se forman y cómo se pueden prevenir los defectos de nacimiento», anotó Klein.

Ver cómo funciona la presión en el desarrollo embrionario abre nuevas posibilidades de investigación, según Campàs.

«Es realmente emocionante que la presión desempeñe un papel en el establecimiento de centros de señalización», afirmó. «Será interesante ver si la presión mecánica afecta otros procesos importantes del desarrollo, o cómo».