Un estudio revela cómo se comunican las células para activar la maquinaria de división celular

Un estudio realizado por investigadores del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) en la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, revela cómo se integran las distintas señales de comunicación entre células vecinas para que se active la maquinaria de proliferación celular que dará lugar al crecimiento organizado del ala de la mosca. Las vías de señalización* que intervienen en este proceso se conservan también en humanos, y cuando están alteradas en distintos tejidos dan lugar a la aparición de distintos tipos de cáncer, entre ellos el cáncer de colon, de piel y leucemia. El estudio se ha desarrollado en el Laboratorio de Biología Celular y Desarrollo del IRB Barcelona, liderado por el Profesor de Investigación ICREA, Marco Milán, y lo ha avanzado en su versión electrónica la revista EMBO Journal.

Los científicos han puesto de manifiesto que las vías de señalización Notch y Wnt/Wingless ejercen el control sobre la maquinaria de división celular a través de dos genes efectores, el proto-oncogen dMyc y el micro-RNA bantam. Estos dos genes regulados por Notch y Wnt/Wingless, le indican a otro gen, E2F, que active la maquinaria de división celular. "Todos estos elementos ya se conocían pero hemos puesto en claro el orden en la cascada de señalización y la interacción entre los elementos moleculares que están regulando la proliferación para el correcto desarrollo del ala", explica Héctor Herranz, primer firmante del artículo.

Marco Milán: "No se pueden entender enfermedades como el cáncer si no comprendes cómo se relacionan los diversos elementos moleculares involucrados".

Notch y Wnt/Wingless tienen un papel clave en desarrollo embrionario, crecimiento celular (proliferación) y en la transformación de células en tipos especializados (diferenciación). Lo interesante es que estas dos vías están altamente conservadas en humanos, y cuando sufren mutaciones aparecen tumores. El ala de la mosca de la fruta es un modelo experimental clave para encontrar aplicaciones biomédicas futuras. Como apunta Marco Milán, "este trabajo podría dar pistas sobre cómo reprimir las señales de proliferación celular en procesos tumorales".

El contexto importa

Asimismo, la investigación ha permitido comprender la relación entre Notch y Wnt/Wingless en el control de la proliferación y el desarrollo del ala de la mosca. De hecho, Notch tiene una función represora, es decir, cuando está activo la maquinaria de división celular está parada. Sólo cuando Wnt/Wingless se pone en marcha, Notch enmudece, desencadenando la cascada de genes que permitirán la proliferación. “Notch funciona en este contexto como un supresor tumoral”, aclara Milán, “mientras que Wnt/Wingless actúa como un oncogen, es decir, anulando la acción de Notch permite que la maquinaria de división se active”. Pero lo fundamental para los investigadores es que Notch y Wnt/Wingless pueden intercambiar sus papeles dependiendo del contexto en el que operen porque los verdaderos ejecutores de la acción son los genes a los que están regulando, en este caso dMyc y bantam.

¿Cómo puede ser, se preguntan los investigadores, que Notch por ejemplo, en función del tejido que está afectado, pueda operar como un “tumor supressor” o como un oncogen? Las conclusiones del trabajo apuntan claramente a los efectores que están siendo regulados por esa vía. “Hemos puesto de relieve que lo importante es el contexto en el que estas vías de señalización operan y que conocer los elementos que están regulando por debajo es primordial para entender cómo se ejecuta una determinada función”, subraya Herranz.

Según Milán, no se pueden entender enfermedades como el cáncer sin tener en cuenta cómo se integran los distintos elementos: esto es, vías de comunicación celular entre células vecinas, genes efectores y maquinaria del ciclo celular. “Ahora se trata de buscar las similitudes en vertebrados y humanos para ver si estos elementos operan del mismo modo en procesos patológicos”, concluye.

*Vía de señalización: conjunto jerárquico de genes que trabajan de manera secuencial para transmitir la información desde el exterior de la célula hasta el núcleo.

Artículo de referencia:
A Wingless and Notch double-repression mechanism regulates G1-S transition in the Drosophila wing.
Héctor Herranz, Lidia Pérez, Francisco A. Martín, and Marco Milán
EMBO J, 2008 (e-pub ahead of print)