Desxifrant la contribució dels canvis en la forma i la intercalació cel·lular en la morfogènesi tissular


Una col·laboració del laboratori de Desenvolupament i Morfogènesi de Drosophila, liderat per Jordi Casanova a l'IRB Barcelona, i Marta Llimargas (IBMB-CSIC) ha resultat en un estudi sobre la intercalació cel·lular a la tràquea de Drosophila.

El treball ha estat publicat a Open Biology.

Com contribueix el comportament cel·lular a el desenvolupament dels conductes que transporten gasos i líquids en els éssers vius? Investigadors liderats per Jordi Casanova (IRB Barcelona, IBMB-CSIC) i Marta Llimargas (IBMB-CSIC) han abordat aquesta qüestió en el desenvolupament de brànquies específiques de sistema respiratori (traqueal) de Drosophila i han trobat que aquestes brànquies o conductes s’allarguen principalment mitjançant canvis en la forma de les cèl·lules, en lloc de fer-ho a través d'alteracions de la seva posició relativa.

La intercalació permet que les cèl·lules intercanviïn posicions d'una manera orientada espacialment en una sèrie de processos, que abasten des de l'extensió convergent en la gastrulació embrionària fins a la formació d'òrgans tubulars. No obstant això, donada la co-ocurrència de la intercalació cel·lular i els canvis en la forma cel·lular, de vegades és difícil determinar la seva respectiva contribució a la morfogènesi.

 

La tràquea de la Drosophila com a organisme model

Un model ben establert per a l'anàlisi de la intercalació, especialment d'òrgans tubulars, és el sistema traqueal de Drosophila. En ell, la via de senyalització FGF, que exerceix un paper crucial en la resposta a lesions i la reparació tissular, genera una força de "tracció" a l'extrem de les ramificacions dorsals que es creu que estimula l'allargament i la intercalació cel·lular, el que determina l'extensió de la ramificació final.

 

La intercalació i l'elongació que sustenten el procés morfogenètic

"En aquest estudi, vam recórrer a una sèrie de condicions experimentals per examinar la contribució de l'elongació i de la intercalació cel·lular a la morfogènesi, i en vam analitzar els requisits mutus. Vam aportar evidències de que la intercalació mòbil no requereix elongació cel·lular i viceversa", explica Jordi Casanova, coautor principal de l'article.
D'altra banda, l'article conclou que els dos comportaments cel·lulars es regulen mitjançant mecanismes independents, però simultanis, i que l'allargament cel·lular és suficient per causar l'extensió completa de la ramificació dorsal, mentre que la intercalació cel·lular exerceix un paper específic en la determinació del diàmetre d'aquesta estructura.

"Per tant, en lloc de veure els canvis en la forma cel·lular i en la intercalació com esdeveniments merament redundants que aporten solidesa a un determinat procés morfogenètic, hem descobert que també poden actuar contribuint a diferents característiques de l'arquitectura dels teixits", afirma Marta Llimargas, també co-autora principal de l'article".

 

Article de referència:
Casani S, Casanova J, Llimargas M.
Unravelling the distinct contribution of cell shape changes and cell intercalation to tissue morphogenesis: the case of the Drosophila trachea
Open Biol (2020) DOI: 10:200329