Los científicos crearon un embrión de ratón de seis patas: he aquí por qué

 Un roedor con dos extremidades adicionales en lugar de genitales muestra el papel crucial de una vía genética en la determinación del destino de una estructura primordial.

Un embrión de ratón típico (izquierda) tiene cuatro extremidades. Un embrión en el que un gen particular fue desactivado a mitad del desarrollo tiene seis extremidades y varios de sus órganos internos sobresalen de su abdomen. Crédito: Anastasiia Lozovska et al/Nat. Comunicaciones

Los científicos han creado un embrión de ratón de seis patas con un par adicional de patas traseras a expensas de sus genitales externos. Pero lejos de crear un monstruo, este roedor rudimentario proporciona información importante sobre las primeras etapas del desarrollo animal y descubre secretos sobre nuestra propia evolución.

Todos comenzamos nuestras vidas como un frijol microscópico y sin extremidades al que gradualmente le crecen brazos y piernas como resultado de una compleja red de instrucciones químicas. Estas instrucciones indican a ciertos genes que se activen y desactiven dependiendo de dónde se encuentren en el cuerpo. Y estas instrucciones se vuelven cada vez más específicas a medida que crecemos.

Por ejemplo, al principio, una célula podría saber simplemente que está ubicada en algún lugar cerca de la parte superior del grupo de células en crecimiento. Pero más adelante, esta célula aprende que está ubicada en el lado izquierdo de la cabeza y que está destinada a convertirse en una de las células parecidas a pelos de nuestro oído interno.

Un grupo importante de instrucciones químicas es la familia de factores de crecimiento TGF-β. Para responder a estos factores de crecimiento, las células producen una familia complementaria de receptores. Se sabe que un receptor clave, conocido como receptor 1 de Tgfβ o Tgfbr1, desempeña un papel importante en el control de la formación de las extremidades traseras y los genitales externos.

Para investigar el papel de esta interferencia química en el desarrollo embrionario, un equipo de investigadores del Instituto de Ciencias Gulbenkian en Oeiras, Portugal, inactivó el gen que codifica el receptor Tgfbr1 a mitad del desarrollo de embriones de ratón. Sus resultados fueron publicados en la revista Nature Communications .

riginalmente, el equipo, dirigido por Moisés Mallo, estaba interesado en cómo este cambio en la expresión genética podría afectar el desarrollo de la médula espinal. Sin embargo, lo que encontraron fue totalmente inesperado: el desarrollo de dos patas traseras adicionales en lugar de los genitales externos.

"[Estábamos] muy sorprendidos", dijo Mallo a Newsweek .

Investigando más a fondo, el equipo descubrió que Tgfbr1 determina si las yemas de nuestras extremidades se convierten en extremidades traseras o genitales al alterar la forma en que el ADN se pliega dentro de las células en estas estructuras de las extremidades. Entonces, al desactivar Tgfbr1, el equipo cambió sin darse cuenta la expresión de otros genes dentro de las células del embrión de ratón, lo que resultó en su par de patas adicionales.

"Nuestro trabajo descubre una plasticidad tisular notable con implicaciones potenciales en la evolución de las extremidades posteriores/área genital de [animales de cuatro patas]", escriben los autores.

Los investigadores esperan que al mejorar nuestra comprensión de estas primeras vías de desarrollo podamos obtener información importante sobre los mecanismos subyacentes de diversas enfermedades del desarrollo.

Si bien estos estudios se realizaron en ratones, nuestras vías de desarrollo temprano están bastante bien conservadas en diferentes mamíferos porque cualquier pequeño cambio en su función tiene efectos drásticos (y a menudo perjudiciales) en el desarrollo del organismo en crecimiento. Por lo tanto, podemos traducir mucho de lo que sabemos de los embriones de ratón al desarrollo humano.

"En realidad, esperaría que ocurriera lo mismo en humanos, pero, por supuesto, esto no se puede probar experimentalmente", dijo Mallo.

En este punto, todavía queda mucho por aprender sobre la bioquímica temprana del desarrollo de los mamíferos. Sin embargo, Mallo dijo que estudios como este proporcionan piezas importantes del rompecabezas de cómo evolucionaron realmente nuestros ancestros.

"Se cree que las extremidades se desarrollaron a partir de las aletas de los vertebrados acuáticos cuando abandonaron el agua para conquistar la tierra firme", dijo Mallo. "Durante este proceso, al contrario de lo que ocurre en los peces, el apéndice pélvico (extremidad posterior en los tetrápodos, aleta pélvica en los peces) se desarrolla en el mismo espacio embrionario que los genitales externos. Esto implica que su desarrollo debe coordinarse con mucha precisión para generar extremidades traseras que permiten la locomoción en su nicho ecológico, así como genitales compatibles que permiten el apareamiento.

"Esto se resolvió mediante la adquisición de un mecanismo regulador común que involucra una parte considerable de los factores reguladores. La modulación de la respuesta a esos factores proporcionó suficiente plasticidad para generar la diversidad requerida en el área de las extremidades posteriores/genital de los tetrápodos adaptados a diferentes nichos ecológicos."

En otras palabras, la capacidad de nuestros botones genitales para convertirse en patas traseras demuestra una plasticidad que permitió a nuestros antepasados ​​descender por diferentes vías de evolución para desarrollar los planes corporales más adecuados para su entorno.

¿Quién diría que los ratones mutantes podrían decirnos tanto sobre nuestra propia historia?