Nuevos conocimientos sobre el desarrollo embrionario
Un estudio efectuado en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (LEBM) ha deparado nuevos descubrimientos sobre el desarrollo embrionario. Gracias a un microscopio de nueva creación, pudieron seguir las primeras veinticuatro horas de la vida de un pez cebra, desde la fase monocelular hasta que contaba con veinte mil células. Partiendo de los datos recabados, Philipp Keller y sus colaboradores del LEBM han elaborado una representación digital tridimensional del embrión de pez cebra. Sus hallazgos se publicaron recientemente en la revista Science. «Nuestro embrión digital es como el Google EarthTM, pero aplicado al desarrollo embrionario. Ofrece un panorama de cuanto acontece en las primeras veinticuatro horas de vida y permite aproximarse hasta el punto que es posible ver todos los detalles celulares e incluso subcelulares», explicó el Dr. Joachim Wittbrodt, antes perteneciente al LEBM. Empleando «microscopía de fluorescencia por barrido láser digital» («digital scanned laser light sheet fluorescence microscopy»), los investigadores pudieron observar, con un grado de detalle extraordinario, la localización y el movimiento de los núcleos celulares durante esas primeras horas cruciales del desarrollo embrionario. El microscopio explora el organismo vivo desde distintos ángulos aplicando una lámina de luz. A continuación un ordenador recopila los datos para conformar una imagen tridimensional. Concretamente, la exploración microscópica suministró imágenes in vivo del embrión de pez cebra a una velocidad de 1.500 millones de vóxeles (el equivalente tridimensional a los píxeles) por minuto. «Imagínese seguir a todos los habitantes de una ciudad pequeña en el transcurso de un día empleando un telescopio situado en el espacio. Eso da una idea de lo que implica rastrear las decenas de miles de células que conforman un embrión vertebrado, con la diferencia de que las células se desplazan en tres dimensiones», explicó Philipp Keller. Éste y Annette Schmidt llevaron a cabo la investigación en los laboratorios del Dr. Wittbrodt en el LEBM. Las observaciones de estos científicos no tienen precedentes en un organismo tan complejo como el de un vertebrado y demuestran que los movimientos fundamentales de las células que después forman el corazón y otros órganos no son como se suponía. Además, descubrieron que lo que deshace la simetría morfodinámica inicial desde una fase temprana del desarrollo son las señales procedentes de la parte materna del genoma. Este proceso determina el eje corporal del pez que va de la cabeza a la cola. Observar el desarrollo celular y registrar todas sus trayectorias «es extremadamente importante de cara a establecer una relación entre la función genética y su manifestación morfogenética», indicó el Dr. Wittbrodt. «Así pues, por esa razón, opino que es crucial que consigamos, por un lado, mapear todos los movimientos de las células y, en última instancia, establecer relaciones con toda la información sobre el genoma de la que disponemos.» El pez cebra es un pez de agua dulce cuyo cuerpo es casi transparente durante las etapas iniciales de su desarrollo. Esta característica brinda una ocasión extraordinaria de visualizar su anatomía interna y lo convierte en un organismo modelo muy apreciado en el estudio del desarrollo embrionario, así como de la toxicología, la toxicopatología, la función de genes específicos y el papel de las distintas vías de señalización. Actualmente los científicos están ampliando el uso de su nueva técnica para desarrollar versiones digitales de otros organismos modelo, como moluscos, embriones de pollo, etc. Pondrán sus descubrimientos a la disposición de la comunidad científica y la sociedad, en beneficio de la investigación y la enseñanza de las ciencias. Parte de los fondos de este estudio provinieron del proyecto PLURIGENES («Utilización de genes asociados a la pluripotencia para desdiferenciar células neuronales en células pluripotenciales»), financiado a su vez mediante el tema de Ciencias de la Vida del Sexto Programa Marco (6PM) de la Comisión Europea.