Trabajando con moscas de la fruta, científicos de la Johns Hopkins Medicine afirman haber identificado una nueva vía molecular que ayuda a dirigir las células en movimiento en direcciones específicas.

El conjunto de proteínas y enzimas interconectadas en la vía actúan como componentes de dirección y timón que conducen a las células hacia un destino "previsto" y no al azar, dicen.

En un informe sobre el trabajo, publicado en Cell Reports, estas mismas vías moleculares, dicen los científicos, pueden impulsar a las células cancerosas a hacer metástasis o viajar a zonas distantes del cuerpo y también pueden ser importantes para entender cómo las células se ensamblan y migran en un embrión para formar órganos y otras estructuras.

El equipo de científicos fue dirigido por la doctora Deborah Andrew, profesora de biología celular y directora asociada de desarrollo docente del Instituto de Ciencias Biomédicas Básicas de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.

Andrew y sus colegas comenzaron esta investigación mientras estudiaban un gen llamado Tre1 y su papel en el desarrollo de las glándulas salivales en las moscas de la fruta.

Las herramientas para estudiar los efectos de la activación y desactivación del gen no eran las ideales, dice.

Por ello, dos miembros del equipo, la doctora Caitlin Hanlon, de la Universidad de Quinnipiac, y el doctor JiHoon Kim, de Johns Hopkins, generaron moscas de la fruta que carecen de la parte del gen Tre1 que codifica la proteína.

La pareja también colocó una etiqueta fluorescente en la proteína Tre1 para saber dónde se localiza durante los pasos clave del desarrollo.

En los experimentos con embriones de mosca de la fruta portadores de un gen Tre1 intacto, las células que producen las futuras generaciones del organismo, llamadas células germinales, migran correctamente al órgano sexual, conocido como gónada.

"Sin el gen Tre1, sin embargo, la mayoría de las células germinales no lograron encontrarse con otras células no germinales, o células somáticas, de la gónada", dice Andrew. "La correcta navegación de las células germinales es importante para garantizar que se produzcan las futuras generaciones del organismo".

No es la primera vez que los científicos constatan la importancia de Tre1 en la navegación de las células germinales.

Dos equipos de investigación de la Universidad de Indiana y del Instituto Tecnológico de Massachusetts ya habían establecido esta relación.

Sin embargo, dice Andrew, seguían existiendo dudas sobre lo que ocurre en el interior de las células germinales para que éstas se dirijan al lugar correcto una vez que Tre1 se activa.

Ya se sabía que el gen Tre1 codifica una proteína que atraviesa la membrana celular varias veces y se asoma a la superficie de la célula.

Es un miembro de una gran familia de proteínas llamadas receptores acoplados a proteínas G, que permiten a las células comunicarse y responder a las señales de otras células y a las señales de luz y olor.

Casi el 35% de los medicamentos aprobados por la FDA se dirigen a los receptores acoplados a proteínas G, dice Andrew.

Para rastrear con mayor precisión los acontecimientos moleculares posteriores al Tre1, Kim, investigador asociado y becario postdoctoral de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, utilizó cultivos de tejidos de células de la mosca de la fruta para encontrar la ubicación de las moléculas marcadas con fluorescencia que son potencialmente desencadenadas por la proteína Tre1 activada.

En los cultivos de tejidos y células germinales de moscas vivas, Kim descubrió la vía genética descendente.

Descubrió que Tre1 funciona como timonel de la célula, controlando la dirección de la misma. El Tre1 activa los componentes de la dirección y el timón de la célula estimulando una cascada de proteínas y enzimas, entre ellas una fosfo-inositol quinasa, PI(4,5)P2, dPIP5K, dWIP y WASp.

Al final de la cascada molecular, una cadena de proteínas de actina se forma en una protuberancia en el borde delantero de la célula para ejercer fuerzas mecánicas para el movimiento.

Los científicos también buscaron la señal ascendente que activa el Tre1.

Utilizaron una proteína modificada genéticamente por investigadores de la Universidad de California en San Francisco para rastrear la ubicación de una proteína de señalización llamada Hedgehog, que se ha relacionado anteriormente con la migración de las células germinales, aunque su papel en este proceso ha sido discutido.

En las células germinales, la señalización de Hedgehog aumenta los niveles de membrana de una proteína llamada Smoothened, que se encuentra en la protuberancia del borde delantero de las células, donde también se encuentra Tre1.

Los científicos tienen previsto seguir estudiando las vías que rodean al Tre1 y las conexiones entre las proteínas y las enzimas implicadas en la vía.

"Una comprensión más profunda de cómo las células en movimiento navegan y se propagan tiene el potencial de proporcionar más objetivos para interrumpir la propagación de las células cancerosas", dice Andrew.

Fuente: Johns Hopkins Medicine