Encendre i apagar gens per formar la columna vertebral

El grup de Miki Ebisuya, del Laboratori Europeu de Biologia Molecular – Barcelona (EMBL Barcelona), ha aconseguit recrear per primer cop com es forma la columna vertebral durant el desenvolupament embrionari. Ho han fet creant un model 3D in vitro que imita els somites, que són les estructures precursores de les vèrtebres, les costelles i els músculs de l’esquelet.

Se sap que el desenvolupament de la columna vertebral està regulat pel rellotge de segmentació, és a dir, per un grup de gens que s’activen i es desactiven periòdicament, creant ones oscil·lants. Marina Sanaki-Matsumiya, primera autora de l’estudi, explica que aquest rellotge de segmentació és tan important perquè “els somites es formen periòdicament un a un sota aquesta regulació”. Afegeix que “si aquesta formació rítmica s’interromp, les vèrtebres i les costelles no adquireixen la forma i la mida adequades, cosa que provoca malalties òssies congènites”.

Per dur a terme aquesta investigació, l’equip va cultivar cèl·lules mare humanes in vitro creant un model en 3D que imita els somites: els somitoides. En aquests organoides, van estudiar com el rellotge de segmentació regula el desenvolupament creant ones d’expressió del gen HES7, que exerceix un paper clau en el creixement dels somites. Van trobar clares evidències d’oscil·lacions, especialment quan la somitogènesi o la formació dels somites estava a punt de començar. A més, es va observar una relació entre la mida del somita i el rellotge de segmentació: “En els somitoides que creem, els somites tenien una mida constant independent del nombre inicial de cèl·lules“, explica Sanaki-Matsumiya.

Tot i això, l’expressió oscil·lant dura de 2 a 3 hores en els ratolins, mentre que en els humans el període és de 5 a 6 hores. Per tant, el pas següent del grup serà entendre per què el desenvolupament embrionari entre espècies és tan diferent i com afecta el rellotge de segmentació. La investigadora principal, Miki Ebisuya, conclou que “el nostre proper projecte se centrarà a crear somitoides de diferents espècies, mesurar-ne la proliferació cel·lular i la velocitat de migració de les cèl·lules per establir les diferències en la somitogènesi entre espècies”.