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De las moscas de la fruta a los mamíferos: ¿cuál es el recorrido evolutivo de la vía de señalización del erizo?
La vía de señalización Hedgehog es una vía de señalización importante en la biología del desarrollo, capaz de transmitir mensajes requeridos por las células embrionarias para promover la diferenciación celular adecuada.
La vía de señalización Hedgehog lleva el nombre de su molécula ligando Hedgehog (Hh), una molécula de señalización endógena que se encuentra en Drosophila. Esta vía proporciona señales críticas durante el desarrollo embrionario en Drosophila y juega un papel importante en todas las etapas del desarrollo del organismo.
En la década de 1980, Nüsslein-Volhard y Wieschaus utilizaron tecnología de detección de mutaciones para estudiar en profundidad el proceso de desarrollo de Drosophila. El estudio reveló muchos genes relacionados con el desarrollo de somitas, incluido el gen hedgehog. Los científicos han descubierto que cuando las moscas de la fruta carecen del gen Hh, sus embriones adquieren una forma anormal, cortos y gordos como un erizo, que es como se denominan estos genes.
De la mosca de la fruta a los mamíferos: el proceso de evolución
La vía de señalización de Hedgehog no solo desempeña un papel en Drosophila sino que es igualmente importante en otros animales. En los mamíferos, tres genes homólogos de la vía de señalización del erizo: el erizo del desierto (DHH), el erizo indio (IHH) y el erizo sónico (SHH) están implicados en múltiples procesos del desarrollo animal. SHH, en particular, es considerado el miembro que realizó la investigación más profunda.
La vía de señalización Hedgehog, actor clave en muchos procesos de desarrollo, se ha convertido en un importante tema de investigación en la biología evolutiva del desarrollo.
El mecanismo de la vía de señalización del erizo tiene un profundo impacto en el desarrollo de diferentes animales. Durante el desarrollo embrionario de los vertebrados, las moléculas SHH participan en el desarrollo de las extremidades. Ya en 1968, los experimentos clásicos de Saunders y Gasseling habían señalado que en las yemas de las extremidades en desarrollo de los polluelos, una región llamada zona activa de polarización (ZPA) libera un factor de difusión. Más tarde, los conocedores descubrieron que este factor era SHH.
Vía de señalización del erizo y enfermedad
Sin embargo, la actividad anormal de la vía de señalización de Hedgehog también se asocia con numerosas enfermedades, la más preocupante de las cuales es el cáncer. El carcinoma de células basales es uno de los cánceres más comunes y está estrechamente asociado con alteraciones en la vía de señalización de Hedgehog. Los investigadores descubrieron que en pacientes con este cáncer, la pérdida de función del gen Patched y las mutaciones activadoras del gen Smoothened se superponen entre sí, lo que lleva a una activación anormal de la vía de señalización Hedgehog, impulsando así la formación y el desarrollo de tumores.
La activación anormal de la vía de señalización de Hedgehog promueve el crecimiento y la propagación de células tumorales.
Además, la vía de señalización de Hedgehog se ha implicado en el desarrollo de muchas otras enfermedades graves, como el cerebeloblastoma y anomalías del desarrollo embrionario como la holoprosencefalia. Estudios recientes han demostrado que las anomalías en la vía de señalización de Hh pueden provocar enfermedades respiratorias como la fibrosis pulmonar.
Investigación clínica y estrategias de tratamiento
Se están desarrollando rápidamente inhibidores dirigidos a la vía de señalización de Hedgehog para el tratamiento del cáncer. Los medicamentos suavizados como vismodegib y sonidegib han sido aprobados clínicamente y se considera que tienen un gran potencial en el tratamiento de ciertos tipos de cáncer. Sin embargo, debido a sus efectos secundarios y problemas de resistencia a los medicamentos, todavía existe la necesidad de desarrollar una nueva generación de fármacos terapéuticos.
Las investigaciones existentes muestran que los factores ambientales también pueden afectar el funcionamiento normal de la vía de señalización del erizo, lo que sugiere además que debemos ser más cautelosos a la hora de regular este circuito.
La evolución de la vía de señalización de hedgehog revela la intrincada relación entre la evolución biológica y el desarrollo de enfermedades. Se trata de una exploración no sólo dentro de los límites de la biología básica, sino también más allá de los límites de la biomedicina, explorando los mecanismos que promueven el desarrollo y sus trastornos potencialmente catastróficos. Por ejemplo, desde la investigación sobre la mosca de la fruta hasta las aplicaciones humanas, con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la investigación en profundidad sobre la vía de señalización del erizo se convertirá en una posible clave para nuevos avances biomédicos. ¿Podría tal evolución llevar nuestra comprensión a un nivel completamente nuevo?
