Sobre alas, compartimentos y eslabones perdidos

Las barreras físicas impiden los movimientos de las células entre poblaciones adyacentes, restringiéndolas por tanto a compartimentos específicos. En organismos multicelulares, desde el sistema nervioso central en vertebrados hasta el ala de Drosophila, la compartimentalización es esencial para el desarrollo. Pero, ¿cómo pueden mantenerse estables estos bordes que separan poblaciones formadas por miles de células?

La revista Development ha publicado el último trabajo del Laboratorio de Desarrollo y Control del Crecimiento, liderado por el Profesor de investigación ICREA del IRB Barcelona Marco Milán. En colaboración con Stephen Cohen de la National University of Singapore, los investigadores han revelado cómo la represión de un único microRNA (miRNA), bentam, contribuye a la formación de los bordes entre compartimentos en el primordio de ala de Drosophila.

Durante el desarrollo larvario de Drosophila, las células de los discos imaginales a partir de las que se formará el ala proliferan hasta alcanzar unas 50.000. En este epitelio, las células se localizan en una única capa, unas al lado de las otras, y separadas en dos compartimentos por el borde dorso-ventral (DV). Aunque se sabe que el establecimiento de la frontera entre las células dorsales y ventrales depende de la activación de la vía de señalización de Notch, los elementos específicos regulados por esta vía eran, hasta ahora, una incógnita sin resolver. Hasta hoy, existían dos hipótesis de trabajo que intentaban explicar la formación y el mantenimiento de los bordes entre compartimentos: una basada en las diferencias de afinidad generadas por las diferentes moléculas de adhesión en cada población celular, y la otra que reivindica la importancia del citoesqueleto en las células del borde, necesario para crear la tensión física que separa las distintas poblaciones celulares.

El estudio realizado por el Laboratorio de Desarrollo y Control del Crecimiento del IRB Barcelona ha conseguido reconciliar estas dos hipótesis al encontrar el eslabón perdido entre la vía de señalización de Notch y la formación del borde DV. Mediante la represión del microRNA bentam en las dos poblaciones celulares situadas a ambos lados del borde del ala, Notch permite que el regulador de actina Enabled se exprese con normalidad. En estas células, Enabled induce la elongación del citoesqueleto a lo largo de la parte de la membrana celular que delimita el compartimento, creando una tensión que contribuye la formación del borde DV. bentam se convierte así en el nuevo actor molecular que regula la compartimentalización del ala de Drosophila.

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Según el dogma central de la compartimentalización, las moléculas de adhesión dan a las células de cada compartimento una única identidad genética. El tipo específico de molécula de adhesión expresada en compartimentos celulares adyacentes genera diferentes afinidades entre las células, manteniendo las poblaciones estables y minimizando la interacción entre ellas.

Imaginar células cruzando los bordes de los compartimentos de forma incontrolada nos lleva inevitablemente a pensar en cáncer. Para que una célula tumoral se convierta en inmortal y pueda colonizar otras partes del organismo, necesita “saltar” desde su tejido original a lo desconocido. Una de las estrategias que las células cancerosas podrían usar en sus “propósitos colonizadores” sería desprenderse del citoesqueleto y deformarse, para después “saltar”.

El alto grado de conservación de la vía de señalización de Notch entre los organismos multicelulares sugiere que la relación entre bentam, las dinámicas de actina, y Notch, revelada por el grupo de Milán, pudiera tener implicaciones relevantes en el control de crecimiento y la tumorogénesis.

Artículo de referencia:
Notch-mediated repression of bentam miRNA contributes to boundary formation in the Drosophila wing.
Isabelle Becam, Neus Rafel, Xin Hong, Stephen M. Cohen and Marco Milán.
Development (2011). [doi:10.1242/dev.064774]