Un equipo científico del departamento de Genética de la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona (UB) ha descubierto un nuevo factor en las planarias (turbelarios o pequeños gusanos planos): la proteína noggin-like, que tiene un papel clave en la vía que controla el patrón de simetría corporal dorsiventral en la filogenia animal. El hallazgo se ha publicado en la revista Current Biology.
La planaria (Schmidtea mediterranea), un invertebrado basal con simetría bilateral, es un modelo clásico de estudio en los ámbitos de la regeneración celular, la organogénesis, los patrones de simetría corporal y la regulación de las células madre.
El equipo de científicos, compuesto por M. Dolores Molina, Ignacio Maeso, Emili Saló y Francesc Cebrià (departamento de Genética y del Instituto de Biomedicina de la UB (IBUB), y por Ana Neto y José Luis Gómez-Skarmeta (Centro Andaluz de Biología del Desarrollo, CSIC), describe un nuevo factor en las planarias, la proteína noggin-like, que tiene una función agonista en la proteína de morfogénesis ósea (bone morphogenetic protein, BMP), clave en el establecimiento del eje dorsiventral en los animales.
"Hemos descrito por primera vez los genes noggin-like, unos factores que no habían sido caracterizados en ningún modelo y que tienen una función sorprendente: promover la actividad de las BMP, a diferencia de la función de los genes noggin, que inhiben las BMP", explica Francesc Cebrià, investigador Ramón y Cajal.
"Los noggin-like están presentes en toda la escala filogenética en vertebrados e invertebrados, y básicamente se diferencian de los genes noggin por la presencia de una pequeña inserción aminoacídica en su dominio funcional". añade. El trabajo científico también descubre por primera vez cómo los genes noggin inhiben la vía de las BMP en las planarias.
Entender los mecanismos de control
El trabajo publicado en Current Biology aporta nuevos elementos para entender los mecanismos de control de los modelos de organización tridimensionales en la filogenia animal. "Con el descubrimiento de los noggin-like, las planarias vuelven a tener protagonismo como modelo clásico de estudio que ha preservado mecanismos biológicos ancestrales a lo largo del proceso evolutivo de los seres vivos", explica el catedrático Emili Saló, director del Grupo de Investigación Consolidado de Biología y Genética del Desarrollo de la UB.
El estudio presenta otros avances que amplían la visión sobre una de las vías de control molecular de los patrones de simetría corporal en los animales. Tal como señala Francesc Cebrià, "el proceso de regeneración del eje dorsiventral en las planarias está dirigido por un organizador dual formado por BMP y la proteína de morfogénesis antidorsal (anti-dorsalizing morphogenic protein, ADMP), al igual que ocurre en el desarrollo de vertebrados como la rana Xenopus".
Cebrià apunta lo siguiente: "Éste es el primer trabajo científico que identifica la proteína ADMP en invertebrados con una función equivalente a la de los vertebrados", y concluye: "Todo esto nos confirma el elevado grado de conservación de estos mecanismos moleculares en la evolución biológica".
El hecho de haber encontrado en las planarias esta vía compartida con los vertebrados da argumentos a favor del origen ancestral del control del organizador BMP/ADMP. Tal y como explica M. Dolores Molina, doctoranda en el departamento de Genética y primera autora del estudio, "en Xenopus y planarias, este organizador BMP/ADMP tiene la misma función biológica. Ahora bien, en invertebrados y vertebrados hay una inversión en el eje dorsoventral: es decir, BMP y ADMP inducen la ventralización en Xenopus y la dorsalización en planarias".
Los mecanismos de activación e inhibición que controlan este organizador en las planarias son similares a los descritos para la especie Xenopus, pero habrá que investigar mucho más para acabar de confirmar estas hipótesis.
Las planarias también son un modelo biológico de referencia en el campo de investigación básica sobre células madre y su futura aplicación en medicina regenerativa. A diferencia de otros organismos, las planarias mantienen los mecanismos de morfogénesis y formación del patrón corporal activos durante toda la vida. Además, conservan una población de células madre pluripotentes —los neoblastos— que permite investigar in vivo los mecanismos de control y proliferación de las células madre.
Para Emili Saló, "cerca del 25 % de la población celular de las planarias son células madre, que potencialmente son tumorales, lo que implica que la regulación de la proliferación de estas células debe estar bajo un estricto control". En el futuro, habría que investigar con más profundidad estas vías de regulación para mejorar el conocimiento sobre la diferenciación celular en sistemas más complejos.
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Referencia bibliográfica:
Molina, M. Dolores; Neto, Ana; Maeso, Ignacio; Gómez-Skarmeta, José Luis; Saló, Emili; Cebrià, Francesc. "Noggin and noggin-like genes control dorsoventral axis regeneration in planarians". Current Biology, 2011, doi:10.1016/j.cub.2011.01.016.
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