La coordinación entre ambos lados del embrión determina la posición final y correcta del corázon

Investigadores del Instituto de Neurociencias CSIC-UMH en Alicante, coordinados por  Ángela Nieto, han descubierto el mecanismo molecular que asegura el equilibrio necesario en las cascadas de señalización izquierda-derecha durante el desarrollo embrionario para el correcto posicionamiento del corazón a la izquierda. En 2017, el mismo grupo publicaba en Nature que hay un flujo de células mayor que se incorporan al corazón desde el lado derecho del embrión y que empujan al tubo cardiaco hacia la izquierda desde su posición inicial en el centro. Sin embargo, seguía siendo una incógnita cómo se lograba esa asimetría en la señalización celular.

La duda acaba de desvelarse en un nuevo trabajo, que hoy publica Developmental Cell, y que detalla cómo se logra esa asimetría en los inductores del flujo. “Sabíamos que el corazón se desplaza a la izquierda debido al flujo asimétrico de células procedentes de las regiones laterales del embrión, pero desconocíamos como se consigue esa asimetría”, explica Luciano Rago, primer autor del estudio.

Coordinación de la información, clave en el posicionamiento 

Hasta el 2017 se creía que la determinación de las diferencias izquierda-derecha en el embrión estaban mediadas por información procedente del lado izquierdo que se suprimía en el lado derecho. Sin embargo, gracias a ambos trabajos, el grupo demuestra que la coordinación entre la información procedente de ambos lados del embrión es la que determina la posición final del corazón y su desarrollo.

Según explica a DM Ángela Nieto, “la posición del corazón con el polo inferior apuntando a la izquierda es fundamental para que haya una concordancia adecuada con las venas y arterias. El 50% de las alteraciones detectadas al nacer son malformaciones cardiacas y muchas de ellas tienen que ver con defectos en el posicionamiento del corazón. Cuando el corazón no se desplaza de su posición inicial, la línea media del embrión,se origina un defecto importante, la mesocardia, que se produce cuando el corazón no se mueve de su posición central inicial. Se trata de una anomalía congénita de la posición del corazón, intermedia entre la situación normal y la dextrocardia, en la que la “punta” del corazón está dirigida hacia la derecha”.

La investigadora pone de manifiesto que las cardiopatías congénitas están relacionadas con defectos en el posicionamiento del corazón, pero no todas con mesocardia. Por ejemplo, “la dextrocardia se produce cuando el polo posterior del corazón se desplaza en sentido inverso, hacia la derecha. En este caso, dependiendo del desplazamiento, la patología asociada es de mayor o menor grado. Existe también una condición llamada situs inversus -con todos los órganos invertidos-, en la que no hay patología. En este caso, aunque  en sentido inverso, se mantienen la concordancia con la vasculatura y se produce un perfecto empaquetamiento de los órganos”. 

Sobre la hipotética posibilidad de estrategias de intervención precoz  para evitar una inadecuada posición, Nieto considera que “el desplazamiento del corazón hacia al izquierda se produce en etapas muy tempranas del desarrollo, lo que dificultaría aún más una posible intervención. Sin embargo, somos optimistas, conociendo los mecanismos moleculares del proceso y con los avances en terapia génica de los que vamos a ser testigos en los próximos años debido a las nuevas técnicas de edición del genoma”. 

 

El viaje de las moléculas atenuadoras 

El nuevo trabajo constituye una importante aportación al campo de la biología del desarrollo, ya que explica la regulación temporal y dinámica de los actores encargados del posicionamiento correcto de los órganos, y unifica los conocimientos adquiridos hasta ahora en la cascada de señalización izquierda-derecha.

Los inductores de flujo son moléculas que actúan como señales posicionales que controlan el destino de las células en el embrión. Las investigaciones  del grupo de Nieto muestran que una oleada de unas moléculas atenuadoras viaja por el lado izquierdo del embrión para provocar la asimetría del flujo de células y que posteriormente desaparecen. Esta oleada de atenuadores tiene lugar en un período concreto del desarrollo, estableciendo una ventana temporal que permite al corazón colocarse en la posición correcta.

Los atenuadores son pequeñas moléculas llamadas microARNs, cuya función no es apagar o encender genes sino atenuarlos. Así se consigue la diferencia en el flujo celular. “Un aspecto interesante es que este mecanismo parece estar conservado en todos los vertebrados, incluidos nosotros mismos, pues lo hemos encontrado en embriones de pez, de pollo y ratón”, resalta Nieto.

 

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