Investigadors de la UPF i del Memorial Sloan-Kettering Cancer Center de Nova York descobreixen un mecanisme que permet que els embrions controlin la seva mida i mantinguin l’equilibri entre els diferents teixits cel·lulars en els primers moments del desenvolupament. El treball, publicat a la revista eLife, ha estat coordinat pels investigadors Jordi Garcia-Ojalvo i Anna-Katerina Hadjantonakis.

El desenvolupament embrionari és un procés complex en el qual a partir d’una cèl·lula se’n formen milions i s’organitzen de manera molt precisa per donar lloc als diferents teixits i òrgans. Per tal de comprendre la capacitat d’autoorganització de les cèl·lules embrionàries, els equips de Hadjantonakis i Garcia-Ojalvo han investigat els mecanismes moleculars de control que permeten un desenvolupament autònom robust i precís.

L’estudi representa un pas més cap a entendre les condicions que determinen que un embrió es pugui convertir en un organisme viable, fins i tot en les condicions altament variables amb què es troben els embrions dins la mare durant l’embaràs. 

Per fer-ho, els investigadors han estudiat si els embrions de ratolí es poden recuperar bé quan perden cèl·lules o quan en guanyen, i quins mecanismes ho fan possible. Han observat que embrions de 50 a 150 cèl·lules de mida aguanten bé la pèrdua de cèl.lules (eliminades mitjançant ablació làser) o el seu augment (mitjançant la implantació de cèl·lules mare). Quan els embrions pateixen aquestes alteracions, responen canviant proporcionalment la mida de tots els seus teixits. És a dir, després de la pertorbació, les cèl·lules progenitores que es diferencien adopten el destí necessari per restablir l’equilibri dels tipus cel·lulars que porten a un desenvolupament correcte.

Jordi Garcia-Ojalvo, catedràtic de Biologia de Sistemes a la Universitat Pompeu Fabra i cap del Laboratori de Dinàmica de Sistemes Biològics, explica que “mitjançant un model matemàtic proposem el mecanisme molecular que fa que l'embrió sigui tan robust, i descobrim que aquest mecanisme està basat en l'enviament de senyals químics entre cèl·lules. Hem identificat un factor de creixement, FGF4, que és clau en aquest procés”.

Segons Garcia-Ojalvo, “els nostres resultats il·lustren com l’embrió és un sistema autoorganitzat que es pot desenvolupar de manera robusta i reproduïble sense necessitat d’inputs externs, i com es pot recuperar després d’una lesió”. L’estudi representa per tant un pas més cap a entendre les condicions que determinen que un embrió es pugui convertir en un organisme viable, fins i tot en les condicions altament variables amb què es troben els embrions dins la mare durant l’embaràs. 

Article de referència:

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.