La Unidad de Neurobiología del Desarrollo del Instituto de Neurociencias, centro mixto de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), liderada por Ángela Nieto, ha descubierto por qué, durante la formación del corazón en el embrión, este órgano acaba por situarse a la izquierda. Este estudio ha sido publicado en el último número de la revista Nature.
Según los investigadores, el cuerpo humano muestra una simetría externa, pero internamente tiene muchas asimetrías en la posición de los distintos órganos. El hígado está a la derecha mientras que el bazo o el corazón se sitúan la izquierda, por ejemplo. Sin embargo, todos los órganos aparecen en la línea media del cuerpo al principio del desarrollo embrionario y a medida que este avanza cada uno se coloca en la posición concreta que le corresponde. Este proceso es fundamental para el empaquetamiento correcto de todos los órganos y para su óptimo funcionamiento.
El motivo
En el caso concreto del corazón, su posición con el polo inferior que apunta a la izquierda es fundamental para que haya una concordancia adecuada con las venas y arterias. El 50% de las alteraciones detectadas al nacer son malformaciones cardiacas y muchas de ellas tienen que ver con defectos en el posicionamiento del corazón.
Según ha explicado la investigadora Nieto, “el corazón aparece inicialmente en la línea media y sabemos que se desplaza a la izquierda. ¿Cómo? Porque hay unas células que una vez formado el primordio cardiaco llegan desde los dos lados del embrión hacia el centro. Pero llegan muchas más desde el lado derecho que del izquierdo y desplazan el corazón hacia la izquierda”.
Hasta ahora, la opinión que dominaba era que había una serie de señales en el lado izquierdo del embrión que se reprimían en el lado derecho para que se produjera la asimetría. El equipo de Nieto encontró algo que parecía apuntar a la existencia de otro mecanismo adicional, preponderante a la derecha. “Nos encontramos genes que se expresaban más en el lado derecho. Sabíamos que estos genes eran inductores de movimientos celulares, por lo que pensamos que podrían existir movimientos predominantes desde la parte derecha”, ha añadido la investigadora.
Mecanismos de varias especies
Inicialmente, los investigadores del Instituto de Neurociencias de la UMH hicieron estas observaciones en embriones de pollo, que es el modelo clásico, pero después confirmaron el proceso en pez cebra y en ratón, por lo que se trataba de un mecanismo conservado en distintas especies y, con ello, extrapolable a humanos. “El pez cebra es transparente y podíamos estudiar mejor los movimientos celulares. Comprobamos que, al anular la función de estos genes y con ello los movimientos de las células hasta el corazón, éste permanecía en el centro en las tres especies”, ha explicado el coautor del estudio Óscar Ocaña.
Asimismo, encontraron el origen de un defecto importante, la mesocardia, que significa que el corazón no se mueve de su posición inicial. Se trata de una anomalía congénita de la posición del corazón, intermedia entre la situación normal y la dextrocardia (corazón a la derecha), en la que la “punta” del corazón está dirigida hacia la derecha. “La mayor eficiencia está favorecida por la morfología del corazón. Si fuera un tubo recto como al inicio del desarrollo embrionario, no funcionaría así”, ha aclarado el coautor de la investigación Joan Galcerán.
Los genes inductores de los movimientos celulares son los genes Snail y Prrx, implicados en los movimientos celulares que tienen lugar durante el desarrollo embrionario. La investigadora Ángela Nieto ha indicado que “las proteínas productos de estos genes son las que convierten a una célula inmóvil en móvil. Cuando no funcionan, el embrión no progresa y se muere, porque en las primeras etapas del desarrollo embrionario hay muchas células que nacen muy lejos de su posición final y tienen que recorrer distancias grandes hasta alcanzar su destino”.
¿Qué ocurre si se reactivan los genes de adulto?
Estos genes se desactivan una vez completado el desarrollo embrionario, pero en ocasiones, pueden reactivarse en el adulto y dan lugar a procesos patológicos como la progresión del cáncer. “Hay células tumorales que recuperan la capacidad de moverse, como en las etapas embrionarias, se desprenden del tumor primario y producen metástasis en órganos distantes. Estos tumores secundarios o metástasis, son la causa de más del 90% de las muertes por cáncer”. Además, estos genes pueden inducir otras enfermedades como la fibrosis.
En este estudio han colaborado investigadores de la Universidad de Málaga, del Instituto de Biología Molecular de Barcelona y de la Universidad de Dresden (Alemania).
