Investigadores del Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona identifican un rol fundamental de la vía de señalización JAK/STAT en el control del desarrollo y crecimiento de las alas de Drosophila. El estudio, publicado en Nature Communications, abre pistas para investigar la función de esta vía en el desarrollo de vertebrados y su posible implicación en malformaciones congénitas en humanos.
Muchos de los secretos de la vida, como por ejemplo cómo conseguimos un tamaño y una forma determinados, los conocemos por los estudios realizados desde hace más de cien años con modelos animales como la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster. Ahora, investigadores del IRB Barcelona liderados por el Profesor de Investigación ICREA, Marco Milán, descubren un nuevo actor involucrado en la especificación y crecimiento de las alas de la mosca.
Los investigadores concluyen en Nature Communications que la vía de señalización JAK/STAT, conocida hasta ahora por estar fundamentalmente vinculada a procesos inflamatorios y crecimiento tumoral, es determinante para saber dónde, cuándo y cómo debe desarrollarse el ala de la mosca Drosophila. Carles Recasens, estudiante de doctorado que en enero leerá la tesis con los resultados de este estudio, ha descubierto que “JAK/STAT aparece en los momentos clave del desarrollo del apéndice y colabora con Wingless/Wnt, Dpp/BMP y Hedgehog en la especificación y crecimiento del ala”.
Estos descubrimientos abren la puerta a investigar JAK/STAT en el desarrollo humano y sus posibles implicaciones en enfermedades congénitas del desarrollo que implican malformación de extremidades.
“Dado el paralelismo en las moléculas y mecanismos involucrados en el desarrollo de apéndices en vertebrados e invertebrados, la mosca es muy útil como modelo genético para identificar nuevos genes involucrados en el desarrollo de las extremidades en vertebrados, y su posible conexión con enfermedades humanas de carácter congénito”, dice Ana Ferreira, quien ha participado en el estudio.
Marco Milán, que lidera el laboratorio Desarrollo y Control de Crecimiento, añade que “los patrones de construcción de moscas y humanos son muy similares y los mecanismos moleculares básicos están conservados a lo largo de la evolución. Compartimos mucho de la biología básica y en repetidas ocasiones vemos que lo encontrado en mosca se replica en humanos”.
JAK/STAT tiene tres funciones bien delimitadas en desarrollo. Por un lado, colabora con Wingless (Wnt en humanos), en especificar dónde se hará el ala. En segundo lugar, ayuda a que las células que producen Hedgehog (Sonic hedgehog en humanos) se mantengan vivas y proliferando para inducir la expresión de Dpp (BMP en humanos), quien organiza el patrón y el crecimiento del ala. Y en tercer lugar, restringe el campo de actuación de Dpp para que el ala crezca en el lugar exacto y no en otro.
En suma, JAK/STAT está controlando las tres señales celulares principales que organizan la especificación y crecimiento de los apéndices tanto en vertebrados como en invertebrados.
Carles Recasens y Ana Ferreira se incorporarán al recién inaugurado Francis Crick Institute en Londres para llevar a cabo una estancia postdoctoral donde seguirán investigando con la mosca del vinagre.
Referencia bibliográfica:
Carles Recasens-Alvarez, Ana Ferreira y Marco Milán "JAK/STAT controls organ size and fate specification by regulating morphogen production and signalling" Nature Communications (2017): DOI: 10.1038/ncomms13815
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