Plegado de Tejidos: El Arte de la Forma Celular
Descubre cómo las células se pliegan para formar estructuras orgánicas complejas.
― 7 minilectura
Tabla de contenidos
- El Comienzo del Plegado de Tejidos
- Por Qué Importan el Tiempo y la Precisión
- Las Diferentes Caras del Plegado de Tejidos
- El Modelo de Drosophila
- La Magia del Movimiento Celular
- Nuevos Descubrimientos sobre el Plegado Basal
- La Danza de Integrinas y Miosinas
- Observando los Cambios en Tiempo Real
- Modelando el Proceso de Plegado
- ¿Qué Pasa Cuando las Cosas Salen Mal?
- La Gran Imagen: Plegado Epitelial Más Allá de las Moscas
- Por Qué Esto Importa
- Conclusión: Un Mundo de Dinámicas Celulares Fascinantes
- Fuente original
Cuando piensas en cómo se forma tu cuerpo, es un poco como origami. En vez de doblar papel, nuestras células se pliegan hacia adentro y hacia afuera para crear las formas complejas que vemos en los órganos. Este proceso se llama plegado de tejidos, y así es como capas celulares planas se convierten en estructuras orgánicas tridimensionales. Imagina un pancake transformándose en un pastel bellamente diseñado con capas-eso es lo que está pasando en las células!
El Comienzo del Plegado de Tejidos
Entonces, ¿cómo comienza este plegado? Bueno, todo empieza con un pequeño impulso en la actividad de un grupo específico de células. Estas células se motivan y cambian de forma, un poco como cuando decides levantarte del sofá. Si todo sale bien, se pliegan perfectamente, pero si algo sale mal, podríamos terminar con algunas formas defectuosas o incluso órganos que no funcionan correctamente. Al igual que un pastel desbalanceado puede arruinar una fiesta de cumpleaños, un plegado de tejidos incorrecto puede llevar a problemas de desarrollo.
Por Qué Importan el Tiempo y la Precisión
Imagina intentar doblar las sábanas de tu cama sin ningún plan. ¡Podrías terminar con un desastre arrugado! Lo mismo pasa con las células cuando se pliegan. Cada pequeño movimiento necesita suceder en el momento y lugar adecuado. Si una parte de la célula se pliega en el momento equivocado, podría causar problemas más tarde. Por eso entender cómo funcionan estos mecanismos puede ayudar en campos como la ingeniería de tejidos, donde los científicos quieren crear nuevos tejidos para propósitos de sanación.
Las Diferentes Caras del Plegado de Tejidos
El plegado de tejidos puede ocurrir en la parte superior (apical) o inferior (basal) de las células. La mayor parte de la atención se ha centrado en la parte superior, donde las células se pinchan hacia adentro debido a fuerzas del interior, permitiendo que el tejido se doble. Piensa en ello como cuando aprietas el medio de un globo-cuando empujas en el medio, los extremos sobresalen. Pero los científicos han encontrado que la parte inferior también se pliega mucho, aunque aún no se entiende tan bien.
Drosophila
El Modelo dePara averiguar cómo funciona este plegado, los investigadores han recurrido a la útil mosca de la fruta, Drosophila. Estos pequeños son geniales para estudiar cómo se pliegan los tejidos porque sus discos alares-estructuras que eventualmente se desarrollan en alas-muestran una forma clara y bien organizada de plegado. Estos discos están formados por dos capas de células y están conectados a una membrana de soporte debajo. Cuando las moscas se desarrollan, estos discos sufren varios pliegues, tanto en la parte superior como en la inferior.
La Magia del Movimiento Celular
Durante la fase de desarrollo de la Drosophila, ciertas regiones del disco alar se supone que forman estructuras clave, como la hoja del ala y la base del ala. Pero aquí está la parte divertida: estas células no solo se quedan quietas. En su lugar, cambian su altura e incluso se separan de la capa de soporte de abajo! Al tomar forma de cuña, las células crean los pliegues necesarios justo a tiempo para la metamorfosis de la mosca-¡una transformación que es mucho más interesante que la de una simple oruga!
Nuevos Descubrimientos sobre el Plegado Basal
La mayoría de los estudios se han centrado en la parte superior de las células, pero el trabajo reciente ha cambiado la atención a lo que sucede en la parte inferior. Cuando se manipulan las redes de actomiosina y la adhesión célula-MEC (matriz extracelular), suceden cosas sorprendentes. Reducir la conexión célula-MEC permite que las células cambien de forma, lo cual es esencial para el plegado en la parte inferior.
Integrinas y Miosinas
La Danza deLo fascinante en todo esto es el papel de las integrinas-un tipo de proteína que ayuda a las células a adherirse a su entorno. Piensa en las integrinas como un pegamento que mantiene a las células en su lugar. Cuando los niveles de integrinas bajan, las células pueden comenzar a moverse y reorganizarse más libremente, lo que abre la puerta al plegado. Mientras tanto, las proteínas de miosina están ocupadas tirando de las partes internas de la célula, como un tira y afloja, ayudando a las células a ajustar aún más su forma.
Observando los Cambios en Tiempo Real
Usando técnicas ingeniosas, los investigadores pueden observar estas células mientras cambian de forma. Por ejemplo, descubrieron que durante la tercera etapa larval, estas células del margen del ala, que formarán el ala, se vuelven más cortas y comienzan a despegar de su capa de soporte. ¡Podrías decir que se están preparando para estirar sus alas!
Modelando el Proceso de Plegado
Para entender mejor cómo funciona todo esto, los científicos han creado modelos computacionales que simulan lo que sucede durante el plegado de tejidos. Estos modelos pueden predecir cómo los cambios en los niveles de integrina y la forma celular pueden conducir a un plegado adecuado. Es como si los investigadores estuvieran jugando un videojuego donde controlan los movimientos de las células para ver si pueden conseguir que se plieguen correctamente.
¿Qué Pasa Cuando las Cosas Salen Mal?
Desafortunadamente, no todo sale según lo planeado. Si los niveles de integrina permanecen demasiado altos, o si la actomiosina no se contrae adecuadamente, las células podrían no plegarse como deberían. Esto puede llevar a órganos malformados y, en algunos casos, a un fracaso total en la formación de partes del organismo-¡como un pastel que no sube o uno que está quemado por los bordes!
La Gran Imagen: Plegado Epitelial Más Allá de las Moscas
Aunque el modelo de Drosophila es útil, no es el único caso para estudiar el plegado de tejidos. Otros organismos, como los peces cebra e incluso los humanos, experimentan el plegado de tejidos en su desarrollo. Aprender cómo funcionan estos procesos puede ayudar a los científicos a entender varias enfermedades del desarrollo y mejorar las técnicas de ingeniería de tejidos-porque, ¿quién no querría hornear un pastel perfecto, o en este caso, crear células perfectas?
Por Qué Esto Importa
Obtener información sobre el plegado de tejidos puede abrir el camino a avances en medicina, especialmente en áreas como la medicina regenerativa y la reparación de tejidos. Si los investigadores pueden averiguar cómo controlar mejor el plegado de tejidos, podrían ser capaces de diseñar nuevos tejidos o incluso órganos, dando esperanza a quienes tienen lesiones o condiciones que afectan sus órganos.
Conclusión: Un Mundo de Dinámicas Celulares Fascinantes
El mundo de las células que se pliegan y dan forma a estructuras complejas es un viaje increíble. Desde pequeñas moscas de fruta hasta organismos más grandes, el plegado de tejidos juega un papel crucial en la formación de estructuras funcionales. Y al igual que un pastel, todo se trata de tiempo, precisión y los ingredientes justos. Ya seas un científico en formación o solo alguien con amor por la biología, siempre hay más que aprender sobre cómo la vida toma forma, ¡literalmente!
Título: Local weakening of cell-ECM adhesion triggers basal tissue folding via changes in cell shape, actomyosin organization and E-cad levels
Resumen: During embryogenesis, epithelial sheets sculpt organs by folding, either apically or basally, into complex 3D structures. Given the presence of actomyosin networks and cell adhesion sites on both sides of cells, a common machinery mediating apical and basal epithelial tissue folding has been proposed. However, little is known about the mechanisms regulating epithelial folding towards the basal side. Here, using the Drosophila wing imaginal disc and a multidisciplinary approach, combining genetic perturbations and computational modelling, we demonstrate opposing roles for cell-cell and cell-ECM adhesion systems during epithelial folding. Thus, while cadherin-mediated adhesion, linked to actomyosin network, regulates apical folding, a reduction on integrin-dependent adhesion, followed by changes in cell shape, organization of the basal actomyosin cytoskeleton and E-Cad levels, is necessary and sufficient to trigger basal folding. These results suggest that modulation of the cell mechanical landscape through the crosstalk between integrins and cadherins is essential for correct epithelial folding.
Autores: Andrea Valencia-Expósito, Nargess Khalilgharibi, Yanlan Mao, María D. Martín-Bermudo
Última actualización: 2024-08-30 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.08.27.609853
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.08.27.609853.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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