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El trabajo se publica en ‘Nature Cell Biology’

Describen un mecanismo de señalización celular semejante al que utilizan las neuronas

Investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO), han descrito el mecanismo de señalización celular de una proteína que es esencial en tejidos en desarrollo. El mecanismo de señalización recuerda al que utilizan las neuronas para comunicarse entre sí.

Visualización de las células que expresan Hedgehog (en verde) que extienden citonemas hacia las células receptoras de la señal, que responden a Hedgehog activando los genes diana de su vía de señalización (núcleos de las células en rojo) en forma de gradiente. / CBMSO, UAM, CSIC.

Hedgehog es una proteína que tiene un papel esencial en el desarrollo temprano, en la morfogénesis de los tejidos y en los procesos regenerativos tanto en organismos vertebrados como invertebrados. Alteraciones en la vía de señalización de esta proteína dan lugar a malformaciones en humanos y tienen una implicación directa en el desarrollo de los procesos tumorales.

Hasta ahora no era posible entender cómo la forma activa de esta proteína podía dispersarse en el medio extracelular y alcanzar células muy alejadas de la fuente emisora. ahora, un nuevo trabajo liderado por investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO), centro mixto UAM-CSIC, ha puesto de manifiesto que dicha proteína se transporta a través de unos filopodios muy finos que emiten las células y que se conocen como citonemas.

De acuerdo con el estudio, publicado en Nature Cell Biology, la transmisión de la señal a través de los contactos celulares establecidos por estos citonemas es semejante al mecanismo que utilizan las neuronas para comunicarse. Los autores proponen que esta señalización celular implica un tipo de sinapsis celular semejante a la que se da entre las neuronas.

“De esta manera, los citonemas explicarían la comunicación intercelular para la señalización de Hedgehog, tanto durante el desarrollo como en el mantenimiento de los nichos de células madre o el crecimiento de las células cancerosas”, señala Isabel Guerrero, directora del grupo responsable del trabajo e investigadora del CBMSO.

Los experimentos fueron realizados en epitelios en desarrollo de la mosca del vinagre

El gradiante morfogenético de Hedgehog

Hedgehog actúa durante el desarrollo como un morfógeno (una molécula-señal que desencadena distintas respuestas celulares en función de la concentración que reciben las células) tanto en vertebrados como en invertebrados. Es decir, las células receptoras dan una respuesta u otra dependiendo de la distancia a que se encuentren de la fuente emisora. Esta respuesta da lugar a distintos patrones de crecimiento y diferenciación celular durante el desarrollo.

Uno de los objetivos más importantes de la biología del desarrollo consiste precisamente en conocer cómo se establecen los gradientes morfogenéticos, ya que estos son los que determinan el grado de respuesta de la célula ante un determinado morfógeno.

El estudio publicado —llevado a cabo en distintos epitelios en desarrollo de la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster— muestra que el gradiente morfogenético de la proteína Hedgehog correlaciona espacial y temporalmente con la formación de los citonemas que la transportan. Lo que equivale a decir que el número, la extensión y la dinámica de los citonemas determinan la respuesta celular diferencial a Hedgehog.

Referencia bibliográfica:

Marcus Bischoff, Ana-Citlali Gradilla, Irene Seijo, Germán Andrés, Carmen Rodríguez-Navas, Laura González-Méndez & Isabel Guerrero. Cytonemes are required for the establishment of a normal Hedgehog morphogen gradient in Drosophila epithelia. Nature Cell Biology 15, 1269–1281 (2013) doi:10.1038/ncb2856

Fuente: UAM
Derechos: Creative Commons

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