La mayoría de los organismos vivos, al iniciar su proceso de desarrollo, comienzan como un grupo de células idénticas; posteriormente, las células van adquiriendo identidades y cualidades distintas, desarrollándose como parte del tejido muscular, nervioso, óseo, etc.

Al respecto, recientemente, un equipo de investigadores ha demostrado que las células, a medida que se desarrollan, almacenan recuerdos de las señales químicas a las que estuvieron expuestas; esto influye sobre los procesos de división y especialización celular. De hecho, se encontró que las células que no cumplen esta misión, nunca llegan a diferenciarse, lo que afecta su proceso de desarrollo.

Para especializarse, las células deben estar expuestas a ciertas moléculas

En el pasado se demostró que una proteína, llamada Activina, permite que las células embrionarias de ranas desarrollen cualidades particulares de determinados tipos de tejido; este proceso se conoce como diferenciación celular. A partir de este descubrimiento, se plantea que la Activina es la principal promotora de la diferenciación de un grupo homogéneo de células a células especializadas.

En este sentido, se creía que la Activina era una proteína necesaria y suficiente para producir la diferenciación celular. Aún más, tras diversos experimentos se demostró que la dosis de Activina determina el destino de las células. Por ejemplo, cuando las dosis de esta proteína son muy altas, se desarrollan células musculares; por su parte, cuando las dosis son bajas, se desarrollan células de tejido nervioso.

Sin embargo, la mayoría de estos estudios están basados en experimentos con animales; esto significa que no se tenía claridad respecto al rol de la Activina sobre el desarrollo celular en los seres humanos. Por tanto, se diseñó un experimento con el objetivo de determinar el rol de esta proteína en la diferenciación celular de embriones humanos creados en el laboratorio.

Estos embriones se desarrollan en el laboratorio a partir de células madre, por lo que imitan perfectamente el comportamiento celular humano durante las primeras fases de desarrollo, convirtiéndose en el modelo ideal para este tipo de investigaciones. Así, se esperaba que las células embrionarias humanas respondieran de forma idéntica a la Activina, tal como lo hicieron las células provenientes de ranas. Sin embargo, no fue lo que ocurrió.

Nuestras células recuerdan los químicos a los que han estado expuestas

A la derecha se observan las células expuestas solo a Activina, sin diferenciarse; a la izquierda se observa el proceso de diferenciación celular tras la administración de WNT. Créditos: Rockefeller

Cuando los investigadores administraron Activina a las células embrionarias humanas, no ocurrió absolutamente nada. En vista de esto, los investigadores consideraron que, posiblemente, estas células requieren de señales adicionales a fin de que se produzca la diferenciación celular.

Por tanto, administraron WNT, una molécula que regula el movimiento celular durante el desarrollo; específicamente, las células embrionarias fueron expuestas a moléculas WNT antes de administrar la Activina. Tras esto, se observó que el proceso de diferenciación celular empezó tal como ocurriría en situaciones normales.

En pocas palabras, mientras que las células expuestas a WNT reaccionaron a la Activina, aquellas que no habían sido expuestas a la mencionada molécula, no mostraron ningún tipo de cambio. Esto indica que la activación del proceso de diferenciación requiere de la presencia de WNT y Activina; sin embargo, esto no tiene que ser simultáneo.

Cuando los investigadores bloquearon la señalización de WNT en la fase de administración de Activina, se observó que aún se producía la diferenciación celular. A partir de ello, los investigadores concluyeron que las células tienen la capacidad de almacenar recuerdos en torno a los químicos a los que han estado expuestas en el pasado.

Al respecto, se cree que estos recuerdos se almacenan en el núcleo celular, adoptando la forma de modificaciones epigenéticas, cambiando la forma en la que las células leen el ADN. No obstante, se requieren investigaciones adicionales para tener certeza en el tema.

Referencia: WNT signaling memory is required for ACTIVIN to function as a morphogen in human gastruloids, (2018). https://doi.org/10.7554/eLife.38279.001