El proceso de formación de los brazos depende de la señalización de tres compuestos químicos, entre los que se encuentra el ácido retinoico, un derivado de la vitamina A. Las dos investigaciones que han dado lugar al hallazgo, llevado a cabo por expertos de la Universidad de Cantabria bajo los auspicios del CSIC, aparecen hoy desgranadas en sendos artículos en la revista Science.

Desde que un óvulo es fecundado hasta que el embrión adquiere su fisiología completa, las células se van multiplicando y especializando para dar lugar a los diferentes órganos y tejidos del organismo. El equipo, dirigido por la investigadora del Instituto de Biomedicina y Bioctecnología de Cantabria María Ros, ha descartado una de las dos hipótesis que explicaba el fenómeno.

Para ello, los investigadores han analizado el desarrollo del eje próximo-distal (que en humanos se extiende desde el hombro hasta la mano) en embriones de pollo. “La ventaja de los pollos es que puedes hacer un agujero en la cáscara del huevo y observar el proceso en tiempo real”, explica Ros.

La hipótesis errónea se apoyaba en la idea de que las propias células de la extremidad están autoprogramadas para comenzar el proceso en un ambiente favorable, de modo que las células comenzarían a crear la extremidad desde su parte más proximal, el húmero, hasta la más distal, los dedos. La hipotesis correcta postulaba que el conglomerado de células encargadas de llevar a cabo el desarrollo se activan y trabajan bajo las órdenes de una señalización concreta del organismo.

Al inicio del desarrollo, la extremidad se muestra como un abultamiento en el torso que representa el conglomerado de células responsables del proceso. El equipo de Ros extrajo estos corpúsculos y los sometió a diferentes circunstancias en cultivo para reinsertarlos de nuevo en el embrión y así determinar cuál de las dos hipótesis era la válida. "Si estas células estuvieran autoprogramadas para desarrollar la extremidad, el tiempo en cultivo contaría, y una vez reinjertadas no serían capaces de formar una extremidad completa sino sólo la parte más distal, ya que su programa habría avanzado durante el periodo en cultivo”, aclara Ros.

Uno de los dos trabajos se dirigió a identificar los factores que permiten mantener la capacidad progenitora de las células en cultivo. El otro, que esa capacidad depende de las señales en el sitio de implantación. Las células que pueden formar la extremidad completa no lo hacen si no reciben la señalización adecuada, como ocurre cuando son injertadas en lugares extraños, como la cabeza del embrión.

La fórmula de un brazo

Para comprobar que las células están sujetas, por tanto, a un mensaje concreto, primero es necesario descubrir cuáles son los ingredientes que componen esa señal. El equipo de Ros concluyó que la señal necesaria para activar el proceso de desarrollo se compone de un derivado de la vitamina A -el ácido retinoico- factores de crecimiento fibroblástico (FGF, de sus siglas en inglés) y de la proteína Wnt3-a (WNT).

Estos tres compuestos forman la receta necesaria para mantener la capacidad de las células de formar todo el eje próximo distal. Las células sometidas a esta señalización durante dos días en cultivo fueron capaces de completar la extremidad de forma prácticamente perfecta cuando se reimplantaron en el embrión. La ausencia de alguno de ellos provoca que el eje sólo se desarrolle de forma parcial.