La teva cara prové de la part posterior del teu cap

Les cèl·lules mare embrionàries que donen forma a la cara (cèl·lules de la cresta neural) utilitzen un mecanisme inesperat per desenvolupar les característiques facials, segons revela un nou estudi dirigit per la UCL que involucra a investigadors de l’IBEC.

Els investigadors han desxifrat com es mouen aquestes cèl·lules, podent ajudar a comprendre com ocorren els defectes facials, com el paladar fes i la paràlisi facial.

El mecanisme recentment descrit podria ser rellevant per al desenvolupament de noves teràpies, atès que podria estar darrere d’altres processos de migració cel·lular, com la invasió del càncer durant la metàstasi o la cicatrització de ferides.

Read more…

Esquerra: cèl·lules de la cresta neural migrant col·lectivament durant la morfogènesi al cap; a la dreta, una recreació de com les cèl·lules són empeses cap endavant des de la part posterior del crani, com en pressionar la pasta d’un tub de pasta dental.

“A l’úter, les cèl·lules de la cresta neural de l’embrió llisquen des de la part posterior fins a la part frontal del cap per formar la cara”, diu el Prof. Roberto Mayor, del departament de Biologia Cel·lular i del Desenvolupament del University College London, grup on es va realitzar l’estudi publicat avui a Science en col·laboració amb l’investigador principal de l’IBEC i professor ICREA Xavier Trepat. “Per primera vegada, hem identificat com ocorre aquesta migració: sembla ser similar a la forma en què estrenyeries la pasta de dents des de la part posterior del tub per moure el contingut cap al davant”.

Històricament, el moviment d’aquestes cèl·lules s’havia explicat com si es tractés d’un tren: amb una “locomotora” a la part davantera que genera força i empeny a la resta del tren cap endavant. El nou descobriment desafia aquesta visió, en mostrar que el motor que empeny les cèl·lules de la cresta neural es troba a la part posterior i no en la davantera. La troballa pot ser d’ajuda per evitar malformacions facials, millorar la cicatrització de ferides o inhibir la metàstasi del càncer, ja que qualsevol modificació del moviment cel·lular ha de centrar-se a modificar les cèl·lules de la part posterior en lloc de les capdavanteres.

Durant l’estudi, els investigadors van treballar amb embrions de granota i de peix, perquè les cèl·lules de la seva cresta neural es comporten de manera similar a les humanes i el seu moviment s’empra sovint per estudiar l’expansió del càncer. A més, es pot estudiar el desenvolupament d’embrions de granotes i peixos sense causar-los cap mal.

L’equip va utilitzar un feix de llum per controlar al grup de cèl·lules mare neurals – activant la seva contracció mitjançant optogenètica. Després d’observar que el grup de cèl·lules està envoltat per un cable de proteïna que es contreu i les empeny a avançar, van determinar que és en particular la contracció de les cèl·lules posteriors la que dirigeix l’avenç de tot el grup. “Les eines optogenètiques ens van permetre contraure selectivament les cèl·lules posteriors del grup, per demostrar que són aquestes cèl·lules les encarregades de liderar la migració col·lectiva que acaba formant la cara”, comenta el Prof. Trepat. “Aquest és un gran exemple d’organització supra-cel·lular, on un grup de cèl·lules es comporta de manera coordinada, com si fos una sola”, afegeix.

L’estudi és el resultat d’una col·laboració entre investigadors de la UCL i de l’Institut de Bioinginyeria de Catalunya (IBEC), membre del BIST (Barcelona Institute of Science and Technology). Ha estat finançat pel Medical Research Council, el Biotechnology and Biological Sciences Research Council, el Wellcome Trust, la Comissió Europea, l’ERC, el MINECO, la Generalitat de Catalunya i el CIBER-BBN.

Article de referència: Adam Shellard, András Szabó, Xavier Trepat & Roberto Mayor (2018). Supracellular contraction at the rear of neural crest cell groups drives collective chemotaxis. Science, Vol. 362, Issue 6412, pp. 339-343