Todos los seres vivos tienen un estómago, un corazón y una inmensidad de tejidos que se encargan de nuestros procesos vitales. Pero el tamaño de estos órganos no es igual para todas las especies. Por ejemplo, nuestro corazón mide aproximadamente 12 cm, mientras que el de una ballena azul antártica, considerada la criatura más grande del planeta, crece hasta los casi los 2 metros.

Aunque este es el proceso más natural del mundo, no deja de resultar intrigante para la ciencia. Es por ello que un equipo multidisciplinario de científicos ha buscado responder esta pregunta mediante el uso de ecuaciones matemáticas. 

Indagando en el crecimiento de los órganos

Créditos: Hogarmania

Pese a que los órganos se forman en las primeras etapas de desarrollo embrionario, al menos para la mayoría de las especies, su crecimiento es constante. A medida que los huesos se alargan, los tejidos se expanden y se organizan bajo la acción de moléculas de señalización. 

Estas moléculas, llamadas morfógenos, parecen seguir una “aparente” programación celular que las hace reaccionar al entorno y a los tejidos. Bien activándose, para que el órgano empiece a crecer, o desactivándose para evitar el daño interno. 

El equipo de científicos, conformado por investigadores de la Universidad de Ginebra y el Instituto Max Planck para la Física de Sistemas Complejos, decidió indagar en este proceso utilizando Drosophila o moscas de la fruta. Esto a fin de hallar la molécula que programa este proceso de crecimiento. 

¿Qué hace a los órganos crecer?

De acuerdo a la investigación, el responsable en cuestión de dimensionar los órganos, al menos en las Drosophila, es la molécula “decapentapléjico” o simplemente DPP. Una partícula celular que forma parte de los morfógenos y es necesaria para la formación de los quince apéndices de la mosca.

Asimismo, determinaron que la DPP se localiza dentro del tejido de un órgano en desarrollo y se activa cuando llega el momento de hacerlo crecer. Aumentando y reduciendo su concentración, de acuerdo al tamaño del órgano a desarrollar, para despertar a las células y hacer crecer los tejidos. 

Estos gradientes de concentración de DPP se extienden sobre un tejido en desarrollo. Cuanto más pequeño es un tejido, menor es la dispersión del gradiente de DPP desde su fuente de difusión. Por otro lado, cuanto más grande es un tejido, mayor es la extensión del gradiente de morfógeno DPP”.

Maria Romanova Michailidi, investigadora principal del Departamento de Bioquímica 

¿El desarrollo de órganos es igual en todos los seres?

Créditos: The Conversation

Si bien el estudio se enfocó exclusivamente en las células que hacen que los órganos de las moscas empiecen a crecer, gracias a las novedosas técnicas de microscopía cuantitativa, se pudo definir multitud de parámetros, ligados al proceso de crecimiento morfógeno.

Medimos la eficiencia con la que se une a las células, penetra en el interior de las células, se degrada o es reciclado por la célula antes de difundirse. De regreso a otras células. En resumen, medimos todos los pasos importantes de transporte de DPP”.

Maria Romanova Michailidi

En este sentido, los datos obtenidos podrían ser utilizados para definir el proceso que hace a los órganos crecer en otras especies; solo que el morfógeno sería diferente para cada especie.

Como se ha determinado en otro estudio paralelo sobre la regeneración del tejido hepático en las ratas. En el cual se determinó que estas poseen una proteína llamada “miostatina” que se filtra en los tejidos para inhibir el crecimiento del hígado, una vez se ha alcanzado el tamaño óptimo para llevar a cabo sus funciones. 

Referencias:

 Morphogen gradient scaling by recycling of intracellular http://dx.doi.org/10.1038/s41586-021-04346-w

How do body parts grow to their right sizes? https://knowablemagazine.org/article/living-world/2020/how-do-body-parts-grow-their-right-sizes

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