Durante el desarrollo no sólo se forman órganos, sino que también se desmantelan y sustituyen órganos que no serán necesarios en la vida adulta. El trabajo, publicado en la revista Current Biology, estudia la evolución de las tráqueas larvarias de la mosca Drosophila durante su metamorfosis. Los resultados muestran cómo el desmantelamiento de determinados órganos es resultado de un proceso hormonal muy preciso, y podrían ayudar a entender procesos similares que se dan en el envejecimiento
El investigador Jordi Casanova, del Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC) y jefe del laboratorio de Desarrollo y Morfogénesis en Drosophila del Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), colidera este estudio que busca entender cómo se producen las transformaciones que se dan en los órganos de Drosophila melanogaster al pasar del estado larval al estado adulto. Este estudio es extrapolable a otros organismos como el propio ser humano, pues este proceso también tiene lugar, por ejemplo, durante el desarrollo de los órganos sexuales.
Desmantelar órganos que no serán necesarios en la vida adulta
La tráquea de la mosca Drosophila, durante la fase de pupa o crisálida, va perdiendo tejido en su parte posterior y queda reemplazada por una nueva tráquea en su fase adulta. Este desmantelamiento de tejidos y órganos forma parte del proceso necesario que siguen los organismos en su transición desde estructuras iniciales a otras más maduras necesarias para la vida adulta.
Los investigadores de este estudio han identificado las dos fases en las que tiene lugar este proceso de transformación de larva a organismo adulto, así como el papel esencial que desempeñan en el mismo una serie de proteínas. Durante la primera fase se produce un progresivo acortamiento de la tráquea en el que se mantiene estable el número de células. En este proceso destaca la intervención de la matriz extracelular apical (aECM). Durante la segunda fase los metámeros posteriores (formas tubulares que forman la tráquea) sufren una muerte celular programada o apoptosis debido a la actuación de la proteína Yorkie (Yki). En esta segunda fase las células progenitoras se salvan de la muerte celular y dan paso al órgano adulto.
El caso de esta mosca permite a los investigadores estudiar el desmantelamiento y acortamiento de órganos durante el desarrollo y la vida de los organismos. Este insecto se utiliza como organismo modelo en los estudios de genética y desarrollo por sus ventajas experimentales.
Jordi Casanova declara que “hasta ahora el foco de los estudios se ha situado principalmente en el proceso de construcción de las estructuras orgánicas, pero el desarrollo de los organismos es un proceso dinámico en el que estas estructuras no sólo se construyen, sino que también se desmantelan órganos ya sea porque no son necesarios o por el desgaste debido a su uso. Este proceso es especialmente importante durante el envejecimiento, que no es más que otra etapa en el desarrollo o evolución de un organismo. Si queremos entender el envejecimiento y abordarlo desde el punto de vista de la salud, es crucial entender estos procesos”.
El primer autor de este artículo es el Dr. Juan J. Fraire-Zamora, investigador postdoctoral en los laboratorios del Dr. Jérôme Solon (Ikerbasque) y el Dr. Jordi Casanova. En el artículo también ha participado Sébastien Tosi del IRB Barcelona. El artículo es una colaboración entre el IRB Barcelona, IBMB-CSIC, CRG e Ikerbasque. El estudio ha recibido financiación del Ministerio Español de Ciencia e Innovación, el programa CERCA de la Generalitat de Catalunya, la fundación Biofisika Bizkaia y el Basque Excellence Research Centre del Gobierno Vasco.
Artículo de referencia: Juan J. Fraire-Zamora, Sébastien Tosi, Jérôme Solon, Jordi Casanova, Control of hormone-driven organ disassembly by ECM remodeling and Yorkie-dependent apoptosis, Current Biology, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.09.057.
Imagen de tráqueas de Drosophila en diferentes estadios de la larva y la metamorfosis. Puede apreciarse una primera etapa de reducción progresiva seguida de una segunda etapa de reducción drástica.