Increíbles imágenes de codornices ofrecen información sobre los defectos congénitos de nacimiento
Científicas captan por primera vez imágenes y vídeos en tiempo real del desarrollo embrionario temprano para comprender mejor los defectos congénitos de nacimiento.
Por la Universidad de Queensland
Los investigadores han visto cómo las células se mueven y se adhieren entre sí durante el desarrollo temprano de un embrión de codorniz.
Las doctoras Melanie White y Yanina Álvarez, del Instituto de Biociencia Molecular, en la Universidad de Queensland (Australia), han utilizado huevos de codorniz para comprender cómo las células comienzan a formar tejidos y órganos, como el corazón, el cerebro y la médula espinal.
En palabras de White, los defectos congénitos de nacimiento afectan al 3% de los bebés australianos, un porcentaje en consonancia con su incidencia a nivel mundial. Los defectos más comunes son los de origen cardíaco y los que afectan al tubo neural.
“Para ofrecer una idea acerca de la importancia cuantitativa y cualitativa de estas patologías, baste mencionar la estimación de que cada año nacen 7,9 millones de niños con defectos congénitos graves en todo el mundo, y 3,3 millones mueren también anualmente antes de cumplir los cinco años —afirma Eva Bermejo Sánchez, del Instituto de Investigación de Enfermedades Raras (IIER), en el Instituto de Salud Carlos III de Madrid, en la revista Medicina de Familia. SEMERGEN. Y añade —: Además, por la discapacidad que conllevan muchos de ellos, las personas afectadas pueden requerir tratamientos crónicos y ser dependientes de por vida”.
Imágenes inéditas de alta resolución y en tiempo real de importantes procesos tempranos del desarrollo embrionario
"Dado que las codornices crecen dentro en un huevo, resultan ser muy accesibles para la obtención de imágenes. Además, el desarrollo embrionario en sus primeras fases es muy similar al de los seres humanos en el momento en que el embrión se implanta en el útero —explica White. Y añade—: Por primera vez, hemos visto imágenes de alta resolución y en tiempo real de importantes procesos tempranos del desarrollo".
White hace hincapié en que, hasta ahora, “la mayor parte de nuestros conocimientos sobre el desarrollo posterior a la implantación procedían de estudios en portaobjetos estáticos, en puntos fijos en el tiempo".
Las investigadoras del Instituto de Biociencia Molecular han generado codornices con una proteína fluorescente para revelar la estructura, llamada citoesqueleto de actina, que da forma a las células y facilita el movimiento. Recordemos que el citoesqueleto es un entramado 3D de proteínas que facilita el soporte interno de las células, permite la organización de los orgánulos y otras estructuras internas e interviene en los fenómenos de transporte, tráfico y división celular. Consta de tres tipos de proteínas: microtúbulos —tubos huecos robustos compuestos principalmente por proteínas llamadas tubulinas—, microfilamentos —estos cordones son más finos que los microtúbulos y están compuestos por monómeros de actina que permiten a la célula cambiar de forma y moverse— y filamentos intermedios —red filamentosa compuesta por un conjunto de proteínas más duradera y que proporciona resistencia mecánica a la célula.
Unas prolongaciones de las membranas celulares que facilitan el movimiento y el agarre de ls células embrionarias
"Cuando las células migran durante el desarrollo temprano, sobresalen unas protuberancias de la membrana celular llamadas lamelipodios y filopodios, una suerte de brazos que se extienden y se agarran a las superficies, lo que permite que las células se arrastren o alcancen a otras células para acercarlas —explica White.
Microfilamento de actina del citoesqueleto de una célula de embrión de codorniz.
"Pudimos obtener imágenes de los filopodios de las células madre del corazón en el interior del embrión cuando entraron en contacto por primera vez; vimos sobresalir las protuberancias y agarrarse a su entorno y entre sí para formar el esbozo del corazón —comenta White. Y continúa—: Es la primera vez que alguien ha captado el citoesqueleto de actina de la célula, lo que facilita este contacto en imágenes en vivo".
Los investigadores también tomaron imágenes de los bordes abiertos del tubo neural y de su cremallera para comenzar a formar el cerebro y la médula espinal.
Vídeo del cierre del tubo neural en un embrión de cordorniz.
"Vimos cómo las células atravesaban el tubo neural abierto con sus protuberancias para entrar en contacto con el lado opuesto: cuantas más protuberancias formaban las células, más rápido se cerraba el tubo —dice White. Y añade—: Si este proceso se tuerce o se interrumpe y el tubo no se cierra correctamente durante la cuarta semana del desarrollo humano, el embrión tendrá defectos en el cerebro y la médula espinal".
En palabras de esta investigadora, el objetivo de la investigación, que ha sido publicada en el Journal of Cell Biology, no era otro que encontrar proteínas o genes que puedan utilizarse en el futuro para detectar defectos congénitos.
"Estamos muy entusiasmados con las posibilidades que ofrece ahora este nuevo modelo de codorniz para estudiar el desarrollo en tiempo real", concluye White. ▪️
Información facilitada por la Universidad de Queensland -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Yanina D. Alvarez, Melanie D. White et al. A Lifeact-EGFP quail for studying actin dynamics in vivo. Journal Of Cell Biology (2024). DOI: https://doi.org/10.1083/jcb.202404066
