Los cilios funcionan como mecanosensores mediados por el calcio que instruyen la asimetría izquierda-derecha

Área de la Ciencia:

• Biología del desarrollo
• Biología celular
• La biofísica

Sus antecedentes:

• La ruptura de simetría bilateral en los vertebrados se basa en los cilios móviles en el organizador izquierdo-derecho (LRO).
• El mecanismo por el cual se detecta el flujo de fluido generado por los cilios LRO sigue siendo en gran medida desconocido.
• Comprender la mecanosensibilidad en los cilios es crítico para descifrar los procesos de desarrollo.

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel mecanosensorial de los cilios inmóviles en el organizador izquierdo-derecho embrionario (LRO).
• Elucidar los mecanismos moleculares por los cuales las fuerzas mecánicas se convierten en señales intracelulares.
• Para determinar si la manipulación mecánica de los cilios LRO puede rescatar defectos en la asimetría izquierda-derecha.

Principales métodos:

• Desarrollo de una tubería analítica in vivo que combina pinzas ópticas, microscopía de lámina de luz y aprendizaje profundo en peces cebra.
• Estimulación mecánica de los cilios LRO inmóviles mediante pinzas ópticas.
• Análisis de los transitorios intraciliares de calcio y su dependencia de canales iónicos específicos.

Principales resultados:

• Los cilios LRO inmóviles funcionan como mecanosensores, detectando la fuerza de corte.
• La manipulación mecánica de los cilios inmóviles indujo transientes de calcio intraciliar dependientes de Polycystin-2.
• La fuerza mecánica aplicada a los cilios LRO rescató y revirtió con éxito los defectos del sitio cardíaco en peces cebra que carecían de cilios móviles.

Conclusiones:

• Los cilios LRO embrionarios son palancas celulares mecanicamente sensibles.
• Estos cilios convierten las fuerzas biomecánicas en señales de calcio para dirigir la asimetría izquierda-derecha.
• Este estudio revela un nuevo mecanismo para detectar señales mecánicas durante el desarrollo de los vertebrados.