Una investigació amb peixos zebra ha estat clau per comprendre com es formen les cavitats dels òrgans
Una investigació amb peixos zebra ha estat clau per comprendre com es formen les cavitats dels òrgans
El treball mostra per primera vegada que les cèl·lules poden exercir forces que contribueixen a donar forma a les cavitats. Ha estat liderat per Berta Alsina, investigadora principal del Grup de Recerca en Biologia del Desenvolupament del Departament de Ciències Experimentals i de la Salut (DCEXS) de la UPF, i s'ha publicat el dimarts 16 de juny a la revista Nature Communications. A la recerca també hi ha participat Esteban Hoijman, primer autor de l'article, i Davide Rubbini, ambdós del mateix grup de recerca, i Julien Colombelli, de l'Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona.
La investigació ha permès conèixer amb molta més precisió del que fins ara era possible com es forma la cavitat de l'orella interna, en aquest cas prenent com a model l'embrió de peix zebra. Els resultats obtinguts canvien la visió que hi havia fins ara sobre la formació de les cavitats dels òrgans.
El procés de formació de les cavitats és decisiu en l'embrió, donada l'abundància d'aquestes a diferents òrgans (cervell, cor, ronyons, intestí, vasos sanguinis, etc.). Errors en aquesta fase provoquen malformacions, a vegades molt importants com és el cas de l'espina bífida o el ronyó poliquístic. En humans, la sordesa hereditària és la causa majoritària de malformacions en nadons, per la qual cosa entendre com es forma aquest òrgan és de vital importància.
Fins ara es pensava que el desenvolupament de les cavitats (o lumen) dels òrgans es produïa per un procés semblant al d'inflar un globus: les cèl·lules eren la goma i el fluid extern a aquestes seria l'aire. Els resultats d'aquesta recerca mostren dos canvis respecte a aquesta visió. D'una banda, s'ha vist que el líquid que omple la cavitat no sols prové de l'exterior de les cèl·lules, sinó també del seu interior. De l'altra, s'ha observat per primera vegada que hi ha forces mecàniques que també contribueixen a l'expansió de la cavitat i que són provocades pel canvi de forma quan les cèl·lules es divideixen.
A part de la seva important contribució al coneixement del desenvolupament embrionari, la rellevància de la recerca radica també en el fet d'haver utilitzat tècniques molt pioneres què han permès gravar in vivo el desenvolupament embrionari de l'orella i utilitzar per primer cop la microcirurgia làser en un epiteli intern i tridimensional. En tractar-se del peix zebra, que és transparent i té l'orella molt superficial, s'ha pogut tenyir amb fluorescència la zona a investigar i visualitzar-la en directe. La microcirurgia làser ha estat possible gràcies a l'ús d'un microscopi especial, que ha permès tallar en l'embrió, de manera molt precisa, estructures més petites que una cèl·lula sense danyar-la.
Entendre els mecanismes que utilitzen els òrgans per formar cavitats també és fonamental per dissenyar estratègies de fabricació d'òrgans in vitro en medicina regenerativa.
Gravació en directe de la formació de la cavitat de l'orella interna del peix zebra. En vermell s'observen els nuclis de les cèl·lules que s'ubiquen a prop de la cavitat per dividr-se. En verd, l'esquelet de les cèl·lules, particularment abundant a la superfície de la cavitat que es forma en el centre de l'òrgan. Font: Grup de Recerca en Biologia del Desenvolupament de la UPF
Treball de referència
Hoijman Esteban, Rubbini Davide, Colombelli Julien, Alsina Berta. "Mitotic cell rounding and epithelial thinning regulate lumen growth and shape". Nature Communications, June 2015. DOI:10.1038/ncomms8355
Altres e-notícies relacionades