Una vía de señalización de la mano derecha impulsa el bucle del corazón en los vertebrados

Área de la Ciencia:

• Biología del desarrollo
• Embriología
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• Los vertebrados exhiben asimetrías internas izquierda-derecha cruciales para la función del órgano, sin embargo, los mecanismos que establecen la identidad del lado derecho siguen sin estar claros.
• Se conoce la vía Nodal-Pitx2 específica de la izquierda, pero se entiende menos una vía instructiva paralela del lado derecho.
• La simetría bilateral externa en la mayoría de los animales enmascara complejas asimetrías internas vitales para el desarrollo.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos moleculares subyacentes a la asimetría izquierda-derecha (L/R) en el desarrollo embrionario de vertebrados.
• Identificar las vías que proporcionan información específica de la mano derecha durante la embriogénesis.
• Para aclarar el papel de Prrx1a en el bucle cardíaco y el patrón L/R.

Principales métodos:

• Se utilizó el pez cebra como organismo modelo para estudiar la asimetría L/R.
• Se investigó el papel de la señalización de la proteína morfogénica ósea (BMP) en la activación de Prrx1a.
• Manipulación genética empleada (regulación a la baja de Prrx1a) y efectos observados en el desarrollo del corazón.
• Se examinaron mecanismos conservados en embriones de pollo y ratón.

Principales resultados:

• Se demostró que la señalización de BMP activa asimétricamente Prrx1a en el mesodermo de la placa lateral, con niveles más altos a la derecha.
• Se demostró que Prrx1a induce movimientos celulares diferenciales hacia la línea media, causando desplazamiento cardíaco hacia la izquierda a través de un mecanismo dependiente de la actomiosina.
• Se encontró que la desregulación de Prrx1a resulta en defectos en el circuito cardíaco y conduce a la mesocardia.
• Se identificaron vías nodal y BMP paralelas y mutuamente reprimidas que convergen en los factores de transcripción Pitx2 y Prrx1 para la morfogénesis cardíaca.

Conclusiones:

• Una transición diferencial epitelial-mesenquimal izquierda-derecha (EMT) genera movimientos y fuerzas celulares asimétricas, principalmente desde la derecha, que impulsan la lateralidad cardíaca en los vertebrados.
• El estudio revela un mecanismo conservado que involucra las vías BMP-Prrx1a y Nodal-Pitx2 en el establecimiento de la asimetría L/R para el desarrollo del corazón.
• Este trabajo proporciona nuevos conocimientos sobre los procesos fundamentales que rigen el posicionamiento y la función de los órganos en los embriones de vertebrados.