MADRID 2 Mar. (EUROPA PRESS) -
Las células intestinales pueden cambiar de especialización a lo largo de su vida y la vía de señalización BMP -un importante mecanismo de comunicación entre células- parece ser el motor de estos cambios, según una nueva investigación publicada en la revista 'Cell Reports'.
Con su estudio, científicos de los grupos de Hans Clevers, en el Hubrecht Instituut (Países Bajos) y Ye-Guang Chen, de la Universidad de Tshinghua (China), tras una investigación con organoides y ratones, ofrecen nuevas perspectivas sobre posibles objetivos para el tratamiento de enfermedades metabólicas.
La pared intestinal está formada por diferentes tipos de células. Algunas son, por ejemplo, responsables de la absorción de nutrientes, mientras que otras producen hormonas. Durante mucho tiempo se pensó que, tras su formación, las células intestinales se especializaban en una función que realizaban continuamente hasta que morían. Sin embargo, estudios recientes demuestran que estas células pueden cambiar de especialización.
Los investigadores han descubierto ahora que estos cambios están impulsados por la vía de señalización BMP, una de las muchas vías de señalización del organismo. Estas vías forman líneas de comunicación entre células: con la producción de una proteína por parte de una célula, ésta da una señal a la siguiente, que a su vez produce proteínas.
Al final, toda esta cascada de producción de proteínas desencadena determinados procesos, por ejemplo, los que son importantes durante el desarrollo embrionario.
Joep Beumer, uno de los investigadores del proyecto, explica: "Sabíamos que la señalización BMP desempeña un papel importante en la especialización inicial de las células intestinales. Lo que ahora hemos descubierto es que también es el motor de los cambios en las especializaciones de estas células a lo largo de su vida".
Las células intestinales surgen de células madre que se encuentran en hendiduras de la pared intestinal, también llamadas criptas. A continuación, estas células intestinales migran hacia las vellosidades intestinales. Durante su migración, realizan una función determinada, por ejemplo, la absorción de nutrientes o la producción de hormonas. Una vez que llegan a la parte superior de las vellosidades, mueren.
"La función de las células intestinales cambia durante su migración a lo largo de las vellosidades. Por ejemplo, producen componentes antimicrobianos en las partes inferiores de las vellosidades (al principio), mientras que participan en la absorción de grasas más adelante en su recorrido", explica Beumer.
Este cambio gradual en la función de las células se denomina zonificación. "Al mismo tiempo, la vía de señalización de las BMP no es muy activa en las criptas y en las partes inferiores de las vellosidades, mientras que se vuelve cada vez más activa más arriba en las vellosidades", añade.
Los científicos del laboratorio de Clevers utilizaron organoides intestinales para su investigación. Se trata de pequeñas estructuras en 3D que pueden cultivarse en el laboratorio y que imitan la función del intestino. En estos intestinos en miniatura, los investigadores pudieron imitar condiciones de baja o alta señalización de BMP, similares al entorno cambiante a lo largo de las vellosidades intestinales.
Utilizando la secuenciación de ARN unicelular, una técnica que permite ver qué genes están activos y cuáles no, hicieron un descubrimiento sorprendente. Jens Puschhof explica que, "cuando la BMP estaba activa en los organoides, las células de estas tripas en miniatura eran idénticas a las situadas en la parte superior de las vellosidades, mientras que la inactivación de la BMP hacía que las células de los organoides se parecieran a las situadas en las partes inferiores de las vellosidades. En otras palabras, la zonación resultó depender de la vía de señalización de la BMP".
Los resultados hallados en los organoides debían confirmarse en organismos vivos. Los colegas del grupo de Ye-Guang Chen utilizaron un modelo de ratón en el que la señalización de BMP podía desactivarse en el intestino. En los ratones con una vía de señalización BMP inactiva en el intestino, las células intestinales ya no cambiaban de especialización durante su migración desde las criptas a las vellosidades. "Esto confirmó nuestra conclusión: La señalización de las BMP es el motor de la zonificación de las células intestinales", afirma Beumer.
El estudio tiene importantes implicaciones para el uso de organoides en la investigación, destacan sus autores. "Normalmente, los investigadores inhiben la señalización de BMP en los organoides --explica Fjodor Yousef Yengej--. Aunque esto resultó beneficioso para el crecimiento, no todas las funciones del intestino están representadas en estos cultivos". La activación de la señalización BMP puede ser necesaria para la investigación de ciertos temas, como la absorción de grasas.
Además de aportar estos nuevos conocimientos fundamentales sobre las funciones de las células intestinales durante su vida, el estudio puede contribuir en última instancia al desarrollo de nuevos tratamientos para las enfermedades metabólicas.
"En ciertas enfermedades metabólicas, hay una acumulación de grasa en partes del cuerpo como el hígado, o un desequilibrio en las hormonas intestinales. Ahora sabemos que la señalización activa de las BMP estimula la absorción de grasas, así que si podemos inhibir la señalización en estos pacientes, también podremos influir en la absorción de grasas", concluye Beumer. Los inhibidores de las BMP dirigidos al intestino aún no se han desarrollado, pero tendrían amplios efectos beneficiosos sobre el metabolismo.
