FOTO: María Jesús Gómez-Lamarca, Lola Martín-Bermudo e Andrea Valencia-Expósito / CABD
- La publicación en la revista ‘Cell Reports’ ha demostrado la importancia de laminina, un componente de la matriz extracelular, en la formación correcta de órganos de organismos multicelulares, es decir, animales.
- Con este trabajo de grupos de investigación del CSIC, la ciencia entiende mejor cuales son los componentes genéticos quepermiten que los órganos se formen con tamaño, forma y posicionamiento adecuados.
Sevilla, a 27 de junio de 2022. Un tejido epitelial está constituido por células íntimamente unidas, planas o prismáticas, que recubren la superficie externa del cuerpo, como nuestra piel, y de ciertos órganos interiores, como los pulmones. La integridad y supervivencia de estos tejidos se mantiene gracias a la interacción de las células con los componentes que las rodean, el conjunto de estos componentes se denomina matriz extracelular (ECM).
De hecho, cuando las células se despegan de la ECM mueren por apoptosis, un fenómeno conocido como «anoikis», término que deriva del griego y significa «estar sin casa». Las integrinas son los principales receptores, que funcionan como cerraduras, usados por las células para adherirse y transmitir señales de la ECM (que son las llaves que se unen a la cerradura ). Sin embargo, a pesar de que se ha demostrado que se requieren para supervivencia en células en cultivo, la investigadora María Dolores (Lola) Martin-Bermudo nos explica que ‘este proyecto empezó por que poco se sabía de la función de las integrinas en el contexto de un tejido en desarrollo’, donde las células se encuentran en su ambiente tridimensional natural.
Investigadores del grupo de la Dra. Lola Martin-Bermudo, las Dras. Andrea Valencia-Expósito, Maria Jesús Gómez-Lamarca y el Dr Thomas Widmann, han usado el primordio del ala de la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, llamado disco imaginal del ala, como modelo para analizar la función de las moléculas que reconocen y unen las células a la ECM, las integrinas, en mantener la supervivencia de las células durante la morfogénesis de epitelios. La Dra. Martin-Bermudo comenta que ‘los estudios publicados en este articulo han demostrado que las integrinas se requieren para la supervivencia de las células del tejido de mosca’. Como resultado, cuando las integrinas son eliminadas las células entran en apoptosis. Estos estudios también han permitido descifrar parte de las rutas de señalización por los cuales las integrinas previenen la muerte celular: inhibición de la ruta JNK y de la expresión de gene pro-apoptóticos. La formación del ala de Drosophila implica cambios en la forma de las células que componen su primordio, lo que requiere de su despegue de la ECM. Este trabajo también ha demostrado que durante este proceso la vía de señalización del factor de crecimiento epidermal (EGF) está activa y protege las células de anoikis. Aún más, esta habilidad de la vía EGF de proteger a las células que se despegan de la ECM, explica por qué células tumorales, donde esta vía se encuentra sobreactivada, son capaces de sobrevivir y metastatizar a otros tejidos tras despegarse de la ECM.
Las células epiteliales se encuentran constantemente buscando señales que les permitan supervivir, siendo anclaje a la ECM uno de los factores decisivos. La Dra. Andrea Valencia-Expósito nos cuenta que ‘hay situaciones durante el desarrollo, la reparación de los tejidos y ciertas situaciones patológicas, donde las células necesitan sobrevivir en ausencia de anclaje a la ECM’. Este es el caso de la transformación metastática, la cual viene acompañada de resistencia a anoikis. Entender los mecanismos moleculares y celulares por los que la adhesión de las células a la ECM regula la supervivencia celular es importante no sólo para comprender mejor el desarrollo de órganos y tejidos sino también los procesos de metástasis. Conociendo estos procesos en detalle podríamos evitar problemas de desarrollo y descubrir dianas de posibles fármacos para atacar células metastáticas.
Nuevas perspectivas para estos estudios
Estudios previos usando células de vertebrados en cultivo han demostrado que las integrinas tienen una función clave en supervivencia celular, tanto en células normales como tumorales. Los estudios ahora publicados en la prestigiosa revista Frontiers in Cell Developmental Biology demuestran que esta función de las integrinas está, en gran medida, conservada entre la mosca y los vertebrados. La Dra Martin-Bermudo nos comenta que ‘estudios como este apoyan el uso de Drosophila como sistema modelo para identificar los mecanismos moleculares y celulares por los que las integrinas regulan la supervivencia de células epiteliales tanto en contextos fisiológicos como oncogénicos’.
Pie de Figura: Tinción del tejido del primordio de ala enseñando que la pérdida de integrinas desencadena la muerte celular por apoptosis en verde / Frontiers in Cell Developmental Biology
Sobre el CABD
El CABD se fundó en el año 2003 como el primer instituto español especializado en el estudio de la Biología del Desarrollo. En 2017 el Departamento de Regulación Génica y Morfogénesis recibió la acreditación de Unidad de Excelencia María de Maeztu para el periodo 2017-2021 y ha sido ampliada para el CABD en su conjunto durante el periodo 2022-2025.
El CABD, que se aloja en el edificio JA Campos Ortega, es un centro mixto cofinanciado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Junta de Andalucía y la Universidad Pablo de Olavide (UPO) de Sevilla. La edificación y el equipamiento fueron costeados con fondos de la Unión Europea.
El foco de la investigación se ha escogido para acoger y promover la prestigiosa escuela española de Biología del Desarrollo, que se ha ido extendiendo por diferentes laboratorios internacionales. Actualmente el centro lo ocupan grupos jóvenes y dinámicos trabajando en desarrollo embrionario utilizando modelos de ratón, varios modelos de pez, Xenopus, Drosophila, Caenorhabditis, organoides y sistemas computacionales. Otros grupos estudian procesos generales como control del ciclo celular en levaduras, regulación génica en bacterias y estrés oxidativo.
Referencia del artículo:
DOI: https://doi.org/10.3389/fcell.2022.892691
Andrea Valencia-Expósito A.*, Gómez-Lamarca M. J.*, Thomas J. Widmann T.J. and Martín-Bermudo M.D. Integrins cooperate with the EGFR/Ras pathway to preserve epithelia survival and architecture in development and oncogenesis
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