• Biólogos y físicos del Centro
de Ciencias de la Complejidad de la UNAM, describen cómo
se establecen y mantienen la auto renovación y el estado
indiferenciado característicos de esas células
• El estudio, publicado en la revista BMC Systems Biology,
requirió un abordaje multidisciplinario, que incluye matemáticas
y simulaciones computacionales
Un grupo de biólogos y físicos
del Centro de Ciencias de la Complejidad (C3) de la UNAM, publicó
el primer modelo dinámico para explicar los patrones que siguen
las células troncales.
Para realizar este trabajo, publicado en
la revista BMC Systems Biology, se analizaron patrones que
se desarrollan en los nichos donde se producen esas células,
y los abordaron desde la multidisciplina, que incluye métodos
biológicos, matemáticos y simulaciones computacionales.
También conocidas como células
madre, estas entidades biológicas tienen características
singulares y de gran potencial, como la auto renovación y el
estado indiferenciado.
La primera, otorga la capacidad de auto
renovarse mediante la división mitótica –que ocurre
por la mitosis, proceso de reparto equitativo de material hereditario
o ADN–, y la segunda, les permite desarrollarse en cualquiera
de los 200 tipos de células específicas que existen
en los organismos.
El equipo del C3, dirigido por Elena Álvarez-Buylla,
investigadora del Instituto de Ecología, incluye a Eugenio
Azpeitia, primer autor del trabajo y estudiante de doctorado del Programa
de Ciencias Biomédicas de la UNAM; Mariana Benítez,
recién doctorada del mismo programa y grupo; Ilusi Vega, egresada
de la maestría en Ciencias Físicas, y el tutor de ésta
última, Carlos Villarreal, del Instituto de Física.
Entender la diferenciación celular
Reunidos en este proyecto del C3, los científicos
utilizaron para su estudio teórico, la raíz de la planta
Arabidopsis thaliana, pequeña especie con flores,
muy popular entre los botánicos porque se ha usado un modelo
biológico desde que fue descrita, en 1753, por el fundador
de la taxonomía, Carlos Linneo.
Los autores del trabajo consideran que, dadas
las similitudes genéricas entre los nichos de células
troncales de plantas y animales, este estudio sienta también
las bases para entender cómo ocurre la diferenciación
temprana de células precursoras, a partir de las troncales
en animales.
Aunque ya se han desarrollado en el mundo
varios modelos que buscan explicar las características de las
troncales, entre ellas la división asimétrica con auto
renovación y el mantenimiento del estado indiferenciado, éste
es el primer trabajo que detalla cómo se da el mantenimiento
de esas células.
Anomalías de origen
A partir de esas unidades troncales o madre,
se forman los tejidos en plantas y animales. Si se alteran los mecanismos,
procesos y redes regulatorias que subyacen tras los patrones celulares
y la dinámica de división y diferenciación celular
en esos nichos, surgen anomalías que pueden producir varias
patologías; entre ellas, varios tipos de cáncer que,
ahora se sabe, se originan por ese tipo de alteraciones.
Por ello, y por el interés de entender
esos mecanismos, procesos, patrones y dinámicas en organismos
multicelulares, resulta fundamental el avance que representa esta
contribución científica.
Además, el estudio “Single-cell
and coupled GRN models of cell patterning in the Arabidopsis thaliana
root stem-cell niche”, muestra que la complejidad de los sistemas
biológicos requiere de estudios multidisciplinarios que utilicen
herramientas matemáticas y simulaciones computacionales, un
esfuerzo que se multiplica entre investigadores del C3 de la UNAM.
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