Nuestro trabajo en imágenes
Morfogénesis: Cómo los tejidos obtienen forma para ejercer sus funciones
Las siguientes imágenes muestran la diversidad de formas que los tejidos y las células que los conforman adquieren para llevar a cabo distintas funciones. Tejidos que transportan señales o fluidos forman largas proyecciones a través del cuerpo. Tal es el caso de las neuronas (en amarillo) o de los tubos traqueales (en azul/rojo). En el laboratorio estudiamos los mecanismos que las células usan para construir estructuras como estas. Para esto, consideramos la participación de factores externos a las células: La misma imagen muestra cómo las neuronas y los tubos traqueales se asocian a otros tejidos como los músculos, y nuestro interés es explorar cómo estas interacciones repercuten en la morfología de los tejidos involucrados.
Las células contienen más información de la que podemos ver en un momento dado. Esto se ejemplifica con la imagen de la izquierda, donde vemos un grupo de órganos conocidos como "discos imagales". Estos discos se encuentran en la larva de la mosca y de otros insectos, y a pesar de que no tienen una función obvia durante el desarrollo larvario, reciben señales de otras células y otros tejidos. Durante la metamorfosis de larva a adulto, estas señales les indican a los discos cómo crecer para formar partes del animal adulto. Cada uno de estos discos formará una pata, un ojo, una antena e incluso un ala de la mosca.
Para construir formas complejas, los tejidos deben integrar la información contenida en su entorno. Esta información incluye ligandos que activan vías de señalización, fuerzas ejercidas por otras células o tejidos, modificaciones metabólicas, entre otros. En su conjunto, éstas se traducen en respuestas subcelulares que permiten ejecutar cambios morfogenéticos. Nuestro objetivo es entender cómo estos factores externos se integran a nivel celular durante la morfogénesis de tejidos.
El desarrollo embrionario desde sus mecanismos subcelulares
Las células ejecutan cambios de forma a través de proteínas estructurales. Muchas de estas proteínas se secretan al espacio extracelular para brindar soporte a los tejidos, mientras que otras actúan desde el interior celular. Las siguientes imágenes reflejan cómo esto es necesario en muchos contextos. La imagen a la izquierda muestra un animal en el proceso de metamorfosis. En este momento, muchos de los tejidos que reconocemos en la mosca ya se han formado, pero el animal aún se encuentra inmóvil dentro de su capullo. Aun así, podemos marcar proteínas para visualizar su distribución durante el desarrollo. En azul, observamos una proteína presente en la superficie de los insectos, conocida como "Dumpy". Dumpy es una proteína que separa el interior del animal del mundo exterior, y de hecho, proteínas similares recubren a los ovocitos humanos. Estudiar cómo es que Dumpy se secreta en distintos tejidos nos permitió entender principios básicos del tráfico de proteínas y qué pasa con el desarrollo cuando estos mecanismos fallan. La imagen del centro muestra células de un disco imagal de ala, o un ala en formación, y los distintos colores muestran partes de la maquinaria de secreción de la célula: El retículo endoplasmático (rosa) y sus sitios de salida ("ER exit sites", blanco). En la derecha vemos la misma maquinaria celular ahora en verde, y siguiendo un arreglo muy distinto en una célula traqueal (rojo/rosa) y en el músculo que se encuentra debajo de las ramas traqueales.
Nota periodística: Tráfico vesicular durante la formación de traqueolas en Drosophila melanogaster
Cooperación entre tejidos en el desarrollo
Para cambiar su forma, muchas veces un tejido de deformar a su entorno, incluso si este entorno es otro tejido al que está conectado. La imagen a la izquierda muestra dos grupos de células muy distintas. Las células pequeñas en los extremos son células de la epidermis, y las células del centro forman un tejido conocido como "amnioserosa". Para que la epidermis recubra todo el exterior del embrión, sus células deben estirarse y sellarse sobre la línea media dorsal del embrión. Antes de esto, la amnioserosa recubre la región dorsal, y desde ahí manda señales a la epidermis, favoreciendo su estiramiento y a la vez reduciendo su tamaño para dar paso a la epidermis en territorio dorsal. La relación entre estos dos tejidos ha sido un modelo muy importante para saber más de la interacción entre tejidos y su importancia en el desarrollo.