En forma: cómo las células mantienen las proporciones de los órganos

El Laboratorio de Desarrollo y Control de Crecimiento, dirigido por el investigador ICREA Marco Milán del Instituto de Investigación en Biomedicina (IRB Barcelona), ha publicado un artículo en la revista PloS Genetics que identifica las vías de señalización involucradas en la coordinación del crecimiento de órganos en la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster. Junto con el grupo de Andres Dekanty del Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL) en Argentina, han descrito que el factor de señalización celular TNFα está involucrado en la comunicación del crecimiento de tejido defectuoso a las células vecinas. A través de este mecanismo, las células vecinas pueden reducir la velocidad a la que crecen, manteniendo así la funcionalidad del órgano.

Durante el desarrollo, los diferentes tejidos que conforman un organismo crecen de forma ordenada para dar lugar a órganos con funciones específicas, respetando tamaños, formas y proporciones. Sin embargo, estos procesos de desarrollo no siempre son perfectos y las células a veces pueden ser  dañadas. Para garantizar la funcionalidad del órgano, el organismo debe reparar este daño y, por lo tanto, detener el crecimiento del órgano durante la reparación. En un estudio anterior, los investigadores observaron que las células ubicadas junto a las células dañadas detectaron este retraso y ajustaron su crecimiento para garantizar la funcionalidad del tejido.

"Previamente habíamos observado que si un grupo de células dentro de un tejido posee dificultades para crecer, existe un mecanismo de compensación que responde ante esta situación y por el cual las células vecinas disminuyen su crecimiento y se acoplan a la capacidad de crecer de las células dañadas", comentan Milán y Dekanty, co-líderes de este proyecto. Curiosamente, este mecanismo de coordinación depende de la proteína supresora de tumores p53, que está mutada en más del 50% de los cánceres humanos. p53 generalmente actúa dentro de la célula, protegiéndola del daño que en última instancia puede provocar cáncer. Sin embargo, los científicos descubrieron una función adicional: p53 también media la comunicación entre las células.

En este estudio, los investigadores utilizaron la mosca del vinagre Drosophila melanogaster para examinar cómo las células vecinas se comunican y coordinan la forma y las proporciones de un órgano. "Dada la importancia de p53 como proteína supresora de tumores, profundizamos en el mecanismo que utiliza p53 para este diálogo entre células e identificamos los genes y las moléculas que actúan corriente abajo de p53", explica Juan Sánchez, primer autor del estudio. Utilizando el ala de la mosca como modelo, los científicos descubrieron que p53 organiza una red compleja que involucra el factor de señalización celular TNFα (Eiger en Drosophila), hormonas y especies reactivas de oxígeno (ROS) para garantizar la correcta formación de órganos. Estos hallazgos no solo brindan información sobre los procesos de desarrollo, sino que también son importantes para nuestra comprensión de las enfermedades en las que se desregula el crecimiento celular, como el cáncer.

Este estudio ha contado con financiación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (anteriormente MINECO), el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT), Argentina, y la Universidad Nacional del Litoral (UNL), Argentina.

Reference article:

Juan A. Sanchez, Duarte Mesquita, María C. Ingaramo, Federico Ariel, Marco Milán, Andrés Dekanty.
Eiger/TNFα-mediated Dilp8 and ROS production coordinate intra-organ growth in Drosophila. 
PLoS Genet (2019), DOI: 10.1371/journal.pgen.1008133