Nuestro artículo en “Biology Open”, el más leído en agosto :)

Nuestro artículo en la revista Biology Open, de la organización sin fines de lucro de biólogos Company of Biologists fue el más leído del mes agosto. Les contamos de qué trata esta publicación.

Existen algunos factores ambientales, como la disponibilidad de oxígeno, que funcionan como señales externas que regulan el mantenimiento y la diferenciación de las células madre en el cerebro.

En este trabajo, investigadores del Departamento de Biología del Neurodesarrollo del Instituto y la Universidad de Friburgo en Suiza, observaron que la distancia entre una célula y la tráquea (tubo del sistema respiratorio de los insectos) más cercana, es un buen predictor del estado hipóxico (falta de oxígeno) de esa célula. 

Para ello utilizaron un biosensor, es decir, un sensor biológico que consiste en una proteína fluorescente modificada genéticamente para monitorear el estado hipóxico de las células neurales en el cerebro larvario de la mosca de la fruta Drosophila melanogaster.

Figura 1. La imagen muestra un hemisferio del cerebro de la larva de mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) donde se identifican dos grandes regiones, el cerebro central (CB) y el lóbulo óptico (OL). Sobre él se muestra un mapa de todas las células del cerebro de la larva (se muestra un único plano, de cientos) y su relación con los tubos respiratorios (traqueolas, líneas grises). Cada celula tiene un codigo de color obtenido con el biosensor, donde los colores mas oscuros, (azul, violeta, rojo) representan menos hipoxia (más oxígeno), y colores hacia el amarillo-blanco más hipoxia (menos oxigeno). En la imagen se observa que las células más cercanas a las traqueolas son menos hipóxicas, y viceversa.

El hallazgo, por increíble que parezca, representa por primera vez la demostración experimental de algo que los biólogos han dado por sentado por más de 300 años, desde que  el biólogo Marcello Malpighi propuso que las traqueolas constituían el sistema respiratorio de los insectos. Hasta hoy, prácticamente no existía evidencia experimental directa de que el oxígeno, y otros gases, difundieran desde la cavidad de las traqueolas a las células de los tejidos circundantes.

Hay más. Este biosensor es muy específico y permite ver los niveles de hipoxia en cada región del cerebro y en cada tipo celular.  Puntualmente, en esta investigación se observaron diferentes niveles de hipoxia en las células madre  ubicadas entre el cerebro central y el lóbulo óptico a lo largo del desarrollo del cerebro de las larvas. El resultado: las células madre neurales en ambas regiones mostraron ser más hipóxicas que las células que se encontraban más diferenciadas, en etapas avanzadas del desarrollo. 

Figura 2. En el panel de la izquierda se muestra un mapa de los neuroblastos (Nb), un tipo de células madre, y a la derecha de las neuronas (Neu). Igual que en la figura 1, cada celula tiene un codigo de color obtenido con el biosensor.

Esto se debe probablemente a que durante la evolución ha resultado favorable seleccionar ambientes protegidos del daño oxidativo que normalmente causa el oxígeno a nivel celular. 

Esta publicación representa un avance en la búsqueda del conocimiento fundamental como elemento de la cultura, para entendernos a nosotros mismos y el mundo que nos rodea, pero también,  por ejemplo, para pensar en un futuro con medicina regenerativa . Para esto necesitamos conocer cómo funcionan y qué rol juegan en el desarrollo cerebral  los llamados “nichos de células madre” dentro del sistema nervioso, donde las células madre se diferencian en células neurales.

De este trabajo surgen además muchas preguntas interesantes, que sin duda abrirán la puerta para muchos descubrimientos por venir. En definitiva, como dijo el Premio Nobel Albert Szent-Györgyi: “Descubrir es ver lo que todos han visto, y pensar lo que nadie ha pensado”.

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Imágenes tomadas por Martin Baccino-Calace, Daniel Prieto, Rafael Cantera, Boris Egger, Compartment and cell-type specific hypoxia responses in the developing Drosophila brain,

Biology Open 2020 9: bio053629 doi: 10.1242/bio.053629

© 2020. Publicado por The Company of Biologists Ltd bajo licencia CC-BY 4,0 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0

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