Investigadores de la UPF y del Memorial Sloan-Kettering Cancer Center de Nueva York descubren un mecanismo que permite que los embriones controlen su tamaño y mantengan el equilibrio entre los diferentes tejidos celulares en los primeros momentos del desarrollo. El trabajo, publicado en la revista eLife, ha sido coordinado por los investigadores Jordi Garcia-Ojalvo y Anna-Katerina Hadjantonakis.

El desarrollo embrionario es un proceso complejo en el cual a partir de una célula se forman millones y se organizan de manera muy precisa para dar lugar a los diferentes tejidos y órganos. Para comprender la capacidad de autoorganización de las células embrionarias, los equipos de Hadjantonakis y Garcia-Ojalvo han investigado los mecanismos moleculares de control que permiten un desarrollo autónomo robusto y preciso.

El estudio representa un paso más para entender las condiciones que determinan que un embrión se pueda convertir en un organismo viable, incluso en las condiciones altamente variables en las que se encuentran los embriones dentro de la madre durante el embarazo.

Para hacerlo, los investigadores han estudiado si los embriones de ratón se pueden recuperar bien cuando pierden células o cuando las ganan, y qué mecanismos lo hacen posible. Han observado que embriones de 50 a 150 células de tamaño aguantan bien la pérdida de células (eliminadas mediante ablación láser) o su aumento (mediante la implantación de células madre). Cuando los embriones sufren estas alteraciones, responden cambiando proporcionalmente la medida de todos sus tejidos. Es decir, después de la perturbación, las células progenitoras que se diferencian adoptan el destino necesario para restablecer el equilibrio de los tipos celulares que llevan a un desarrollo correcto.

Jordi Garcia-Ojalvo, catedrático de Biología de Sistemas en la Universidad Pompeu Fabra y jefe del Laboratorio de Dinámica de Sistemas Biológicos, explica que “mediante un modelo matemático proponemos el mecanismo molecular que hace que el embrión sea tan robusto, y descubrimos que este mecanismo está basado en el envío de señales químicas entre células. Hemos identificado un factor de crecimiento, FGF4, que es clave en este proceso”.

Según Garcia-Ojalvo, “nuestros resultados ilustran cómo el embrión es un sistema autoorganizado que se puede desarrollar de forma robusta y reproducible sin necesidad de inputs externos, y como se puede recuperar después de una lesión”. El estudio representa por lo tanto un paso más para entender las condiciones que determinan que un embrión se pueda convertir en un organismo viable, incluso en las condiciones altamente variables en las que se encuentran los embriones dentro de la madre durante el embarazo.

Artículo de referencia:

Saiz N, Mora-Bitria L, Rahman S, George H, Herder J, Garcia-Ojalvo J, Hadjantonakis A. Growth factor-mediated coupling between lineage size and cell fate choice underlies robustness of mammalian development. July 2020. DOI: 10.7554/eLife.56079.