La heterogeneidad de la tensión dirige la forma y el destino al patrón de la pared miocárdica

Área de la Ciencia:

• Biología del desarrollo
• Mecánica celular
• Organogénesis

Sus antecedentes:

• La trabeculación cardíaca es crucial para el desarrollo del corazón, formando capas compactas y trabeculares distintas.
• Los defectos en la trabeculación cardíaca conducen a cardiomiopatías y letalidad embrionaria.
• Se desconoce el mecanismo por el cual se rompe la simetría del tejido para especificar los cardiomiocitos trabeculares.

Objetivo del estudio:

• Investigar cómo las fuerzas a escala tisular y la mecánica celular influyen en las decisiones del destino celular durante la trabeculación cardíaca.
• Esclarecer el papel de la heterogeneidad de la tensión local en la especificación de los cardiomiocitos trabeculares.
• Comprender la interacción entre las fuerzas mecánicas y las vías de señalización en el patrón de órganos.

Principales métodos:

• Se utilizó el pez cebra como organismo modelo para estudiar el desarrollo cardíaco.
• Investigó los efectos de la aglomeración celular y la contractilidad de la actomiosina en la delaminación de los cardiomiocitos.
• Mosaicos genéticos empleados en modelos de pez cebra con deficiencia de trabeculación.
• Se evaluó la especificación del destino de los cardiomiocitos utilizando la expresión del reportero Notch.

Principales resultados:

• La heterogeneidad de la tensión local, impulsada por el hacinamiento celular inducido por la proliferación, dicta la delaminación de los cardiomiocitos y la siembra de la capa trabecular.
• El aumento de la aglomeración celular aumenta la delaminación, mientras que su disminución anula el proceso.
• La inducción de la contractilidad de la actomyosina rescata la delaminación y promueve la especificación del destino de los cardiomiocitos, incluso en ausencia de señales aguas arriba como Nrg-Erbb2 o el flujo sanguíneo.
• La señalización de la muesca actúa para restringir la delaminación excesiva, manteniendo la arquitectura de la pared miocárdica.

Conclusiones:

• Las fuerzas a escala de tejido convergen en la mecánica celular local para generar formas complejas de órganos y modular las elecciones de destino celular durante la trabeculación cardíaca.
• Las interacciones regulatorias a múltiples escalas entre las fuerzas mecánicas y las vías de señalización aseguran un patrón de órganos robusto y autoorganizado.
• La comprensión de estos mecanismos proporciona información sobre la prevención de defectos congénitos del corazón.