Descubren cómo se integra la información de los lados derecho e izquierdo del embrión para que el corazón ocupe su posición final

Instituto de Neurociencias CSIC–UMH de Alicante

 

  • Este hallazgo, llevado a cabo en el Instituto de Neurociencias CSIC-UMH en Alicante, es una aportación importante al campo de la biología del desarrollo, ya que explica la regulación temporal y dinámica del posicionamiento correcto de los órganos, y unifica los conocimientos adquiridos hasta ahora en la cascada de señalización izquierda-derecha para formar el embrión.
  • Los resultados, que se publican hoy en Developmental Cell y son continuación del trabajo publicado en 2017 en Nature, explican cómo se logra la asimetría en la señalización celular en el embrión.
  • Una oleada de moléculas atenuadoras en un período concreto del desarrollo embrionario establece una ventana temporal que permite al corazón colocarse en la posición correcta.

 

Investigadores del Instituto de Neurociencias CSIC-UMH en Alicante, bajo la supervisión de la Profesora Ángela Nieto, han descubierto el mecanismo molecular que asegura el equilibrio necesario en las cascadas de señalización izquierda-derecha durante el desarrollo embrionario para el correcto posicionamiento del corazón a la izquierda. Resultados anteriores del mismo grupo, publicados en Nature en 2017, mostraron que hay un flujo de células mayor que se incorporan al corazón desde el lado derecho del embrión y que empujan al tubo cardiaco hacia la izquierda desde su posición inicial en el centro. Sin embargo, seguía siendo una incógnita cómo se lograba esa asimetría en la señalización celular.

Una incógnita que se desvela ahora en el trabajo del grupo de la profesora Nieto publicado en la revista Developmental Cell. “Sabíamos que el corazón se desplaza a la izquierda debido al flujo asimétrico de células procedentes de las regiones laterales del embrión, pero no sabíamos cómo se lograba esa asimetría en los inductores del flujo”, explica Luciano Rago, primer autor del estudio.

Los inductores de flujo son moléculas que actúan como señales posicionales que controlan el destino de las células en el embrión. Las investigaciones del laboratorio de la doctora Nieto han mostrado que una oleada de unas moléculas atenuadoras viaja por el lado izquierdo del embrión para provocar la asimetría del flujo de células y que posteriormente desaparecen. Esta oleada de atenuadores tiene lugar en un período concreto del desarrollo, estableciendo una ventana temporal que permite al corazón colocarse en la posición correcta.

microARNs corazón
El estudio revela que los microARNs intervienen en el establecimiento de la asimetría del corazón . Imagen: Territorios del corazón, Patrick J. Lynch, ilustrador médico, [CC-BY-2.5 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.5)].
Los atenuadores son pequeñas moléculas llamadas microARNs, cuya función no es apagar o encender genes sino atenuarlos. Así se consigue la diferencia en el flujo celular. “Un aspecto interesante es que este mecanismo parece estar conservado en todos los vertebrados, incluidos nosotros mismos, pues lo hemos encontrado en embriones de pez, de pollo y ratón” resalta la doctora Nieto.

Este trabajo es una aportación importante al campo de la biología del desarrollo, ya que explica la regulación temporal y dinámica de los actores encargados del posicionamiento correcto de los órganos, y unifica los conocimientos adquiridos hasta ahora en la cascada de señalización izquierda-derecha.

Hasta el 2017 se creía que la determinación de las diferencias izquierda-derecha en el embrión estaban mediadas por información procedente del lado izquierdo que se suprimía en el lado derecho. Sin embargo, gracias al trabajo publicado en Nature en 2017 y el que se publica ahora en Developmental Cell, el grupo de la doctora Nieto demuestra que es la coordinación entre la información procedente de ambos lados del embrión la que determina la posición final del corazón y su desarrollo.

La posición del corazón con el polo inferior apuntando a la izquierda es fundamental para que haya una concordancia adecuada con las venas y arterias. El 50% de las alteraciones detectadas al nacer son malformaciones cardiacas y muchas de ellas tienen que ver con defectos en el posicionamiento del corazón.

Referencia: Rago L, et al. MicroRNAs establish the right-handed dominance of the heart laterality pathway in vertebrates. Developmental Cell. 2019. doi: https://doi.org/10.1016/j.devcel.2019.09.012

 

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