Tot i que el desenvolupament embrionari és molt similar en les diferents espècies de mamífers – amb els embrions sent gairebé indistingibles entre ells durant l’embriogènesi – la velocitat a la qual es desenvolupen les diferents espècies és molt variable. Per exemple, un embrió humà triga 60 dies a arribar a la mateixa etapa que un embrió de ratolí de 20 dies.
L’equip dirigit per Miki Ebisuya a l’Institut Europeu de Biologia Molecular – Barcelona (EMBL Barcelona) ha estat estudiant aquest fenomen durant diversos anys. Ara, han creat un ‘zoològic de cèl·lules mare‘ que representa sis espècies de mamífers diferents per comparar el seu desenvolupament en el laboratori.
L’equip va utilitzar models in vitro d’embrions d’humans, ratolins, micos de nou, conills, vaques i rinoceronts per intentar trobar una raó per les diferències entre espècies en la velocitat de desenvolupament. Van fer això recapitulant el seu rellotge de segmentació – l‘expressió gènica oscil·latòria que controla la formació dels segments corporals que donaran lloc a les vèrtebres que formen la columna vertebral.
El zoològic de cèl·lules mare consta de sis espècies de mamífers i s’ha utilitzat per estudiar el rellotge de segmentació, l’expressió gènica oscil·latòria que forma les vèrtebres.
“La raó per estudiar el rellotge de segmentació és que la columna vertebral es forma de manera modular – una nova vèrtebra s’afegeix amb cada oscil·lació, una a una”, explica Jorge Lázaro, un estudiant de doctorat al laboratori i primer autor de l’article. La freqüència d’aquestes oscil·lacions gèniques és diferent a cada espècie, amb alguns animals mostrant oscil·lacions més ràpides que d’altres. Per tant, el rellotge de segmentació serveix com un sistema adequat per comparar el temps de desenvolupament entre espècies.
La primera hipòtesi del grup, que el desenvolupament era més lent en animals més grans, va resultar no ser correcta, ja que les cèl·lules del rinoceront oscil·laven més ràpidament que les humanes, i les del petit mico de nou eren més lentes que les humanes.
No obstant això, van observar que el període oscil·latori del rellotge de segmentació es correlacionava amb la velocitat de les reaccions bioquímiques, suggerint que els canvis en la velocitat de reaccions bioquímiques podrien ser un mecanisme general per controlar el ritme del desenvolupament. El grup d’Ebisuya ja havia vist alguna cosa semblant en ratolins i humans, però el treball actual ho ha expandit a altres espècies de diferents taxons.
“Per confirmar si aquests resultats podrien constituir un principi universal del desenvolupament dels mamífers, cal ampliar el zoològic i incloure una gamma més àmplia d’espècies i filogènies”
Miki Ebisuya, cap del grup a l’EMBL Barcelona.
El zoològic de cèl·lules mare també podria ser útil per investigar altres característiques d’animals que són difícils de mantenir al laboratori. “Molts animals tenen característiques particulars que els fan interessants d’estudiar, com ara la mida d’un rinoceront o el coll llarg de les girafes, però per raons pràctiques o ètiques no tenim accés a ells al laboratori. El nostre zoològic de cèl·lules mare podria ajudar-nos a aprendre de diferents espècies de mamífers fora dels models clàssics humans i ratolins”, conclou Lázaro.
