Descubren un mecanismo esencial en el desarrollo embrionario

Unos científicos han desvelado una nueva relación entre la poliploidía (un fenómeno en el cual las células contienen múltiples copias del material genético) y la autofagia (un proceso celular esencial para el reciclaje de componentes celulares dañados o no deseados y que, llevado al extremo, puede terminar por eliminar a la propia célula, en lo que se conoce como muerte celular programada). En concreto, han identificado una situación en que el nivel de autofagia aumenta en las células cuando aumenta la cantidad de sus copias del ADN, llegando incluso a desencadenar esa muerte celular programada. Este descubrimiento aporta datos nuevos y reveladores sobre los procesos biológicos que dan forma a los organismos en sus primeras etapas de vida y abre la vía para comprender mejor enfermedades relacionadas con el desarrollo y también el cáncer.

El hallazgo se ha hecho en un estudio realizado por un equipo del Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona (IRB Barcelona) y el Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB), dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España.

El equipo lo han liderado el Dr. Jordi Casanova y el Dr. Panagiotis Giannios.

“La poliploidía es un fenómeno común en muchas especies, incluidos los humanos, aunque aún muy desconocido en cuanto a sus efectos, y comprender sus implicaciones puede tener un impacto significativo en medicina”, explica el Dr. Casanova, jefe del laboratorio de Desarrollo y Morfogénesis en Drosophila del IRB Barcelona.

Células progenitoras y poliploidía

Las células progenitoras son células que pueden dar lugar a distintos tipos celulares. En el caso de la mosca Drosophila melanogaster, el modelo animal con el que se ha llevado a cabo este estudio, las células progenitoras son células de la larva que mantienen la capacidad de dar lugar al organismo adulto. Las células progenitoras no presentan poliploidía (tienen una única copia del conjunto de cromosomas) y eso les permite sobrevivir a la metamorfosis y formar parte del adulto.

“En el caso del cáncer, es habitual que se generen células con varias copias de ADN (o poliploides) y podría ser que esto les permitiera resistir mejor, por ejemplo, al tratamiento con quimioterapia. Por eso es importante entender este proceso”, añade el Dr. Giannios, investigador postdoctoral del mismo laboratorio.

Proyección total de una sección del tronco dorsal traqueal de una larva de tercer estadio de Drosophila. Los núcleos están teñidos en azul, la membrana celular en rojo y ref(2)P en amarillo. (Imagen: Beatriz Pino-Jiménez)

Poliploidía en la tráquea de la mosca del vinagre

Para estudiar este proceso, el equipo científico trabajó con las tráqueas del sistema respiratorio de la Drosophila melanogaster, que presentan el mismo tipo de células, algunas polipoides y otras no.

“Trabajar con la tráquea de la mosca Drosophila nos ha permitido comparar células del mismo tipo, algunas presentando poliploidía y otras no, y ver cómo la poliploidía se correlaciona con la muerte celular durante la metamorfosis”, explica la Dra. Beatriz Pino-Jiménez, primera autora del trabajo, quien llevó a cabo este proyecto como parte de sus estudios de doctorado.

El equipo investigador trabaja ahora para entender si las células poliploides responden mejor a situaciones de estrés y cuáles son los mecanismos subyacentes en esta respuesta.

El estudio se titula “Polyploidy-associated autophagy promotes larval tracheal histolysis at Drosophila metamorphosis”. Y se ha publicado en la revista académica Autophagy. (Fuente: IRB Barcelona)