Descifran el diálogo que se produce entre dos actividades antagónicas: la que permite la regeneración de la hidra y la que impide que se forme más de una cabeza.
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A veces se considera la hidra de agua dulce inmortal porque es capaz de regenerar cualquier parte de su cuerpo. Algo que fue descubierto hace unos 300 años por el naturalista Abraham Trembley.
Este animalillo de 1 cm de longitud es fascinate. Cualquier fragmento de su cuerpo contiene unas pocas miles de células madre capaces de regenerar el animal al completo.
Tiene a nivel de su cabeza un centro de organización del desarrollo y otro localizado en el pie. El de la cabeza realiza dos actividades opuestas. Por un lado ejerce una acción de activación que provoca la diferenciación de la cabeza. Por otro lado, ejerce una acción de inhibición que evita la formación de varias cabezas.
Ahora, investigadores de la Universidad de Ginebra en Suiza han conseguido descubrir la identidad del inhibidor, una proteína denominada Sp5, y descifrar el diálogo que se produce entre estas dos actividades antagónicas que mantienen el cuerpo de animal adulto con sólo una cabeza y, a la vez, organizan una respuesta regenerativa apropiada.
El estudio que han publicado muestra que este mecanismo se ha conservado por la evolución tanto en la hidra como en humanos. Por tanto, la proteína Sp5 podría ser un excelente candidato para inhibir el crecimiento de tumores en los que este camino de activación sea el motor que alimenta la proliferación celular en este tipo de cánceres.
«La regeneración de la cabeza descansa en la transformación del muñón en un tejido denominado centro de organización de la cabeza, que tiene propiedades de desarrollo y actúa como un arquitecto, dirigiendo la construcción de la futura cabeza», dice Brigitte Galliot.
El centro de organización de la cabeza tiene dos actividades opuestas, una de activación y otra de inhibición. La primera induce la diferenciación de células madre en células especializadas de cabeza. El activador es un factor de crecimiento denominado Wnt3, cuyas acciones permiten la iniciación del programa de diferenciación celular tridimensional que dirige la construcción de la cabeza. En ausencia de Wnt3, el programa de regeneración no puede actuar.
La actividad inhibidora, que se produce bajo el control de la actividad activadora, evita la formación de más de una cabeza. Se conocían estas actividades antagónicas que establecen un diálogo entre ellas, pero no se había identificado el responsable de la inhibición o la naturaleza de este diálogo.
A partir de los resultados de este estudio, un grupo de investigadores alemanes desarrollo una estrategia de identificación de este inhibidor en planarias, que también son famosas por sus capacidades regeneradoras. De los 124 candidatos preseleccionados a cumplir con el papel de inhibidor, consiguieron llegar a la proteína Sp5, demostrando que esta molécula se une la región genética que regula los genes que codifican Wnt3, bloqueando su expresión e impidiendo, por tanto, la formación de más de una cabeza.
Los investigadores cuantificaron la expresión de los genes que codifican Wnt3 y Sp5 en diferentes partes del cuerpo de hidras, tanto intactas como amputadas, y descubrieron la existencia de un bucle regulador entre cada expresión genética, desentrañando así, por tanto, el diálogo entre ambos procesos antagonistas. En animales intactos el factor de crecimiento Wnt3 estará principalmente presente en la punta de la cabeza, mientras que la Sp5 estará activa en el área circundante, para así prevenir la aparición de otras cabezas.
Cuando los investigadores bloquearon la expresión de Sp5, las hidras, tanto intactas como amputadas, desarrollaron varias cabezas, todas ellas perfectamente funcionales. Además, consiguieron replicar este resultado a partir de pólipos de hidra cuyas células habían sido completamente disociadas unas de otras y, entonces, reagrupadas y dejadas en un medio de cultivo. Al cabo de cuatro o cinco días aparecieron hidras de varias cabezas.
En humanos el camino de señalización bioquímica activado por Wnt3 está principalmente activo durante el desarrollo embrionario, así como en distintos tipos de tumores en adultos. Si el efecto inhibitorio de Sp5 se confirma también en nuestra especie, se podría estudiar si esta proteína es válida como tratamiento contra el cáncer para los casos en los que la proliferación celular cancerosa se deba a un proceso activado por un Wnt3 desbocado.
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Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Foto: UNIGE.