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El culpable oculto de muchas enfermedades: ¿por qué se alteran tan fácilmente las vías de señalización celular?
En biología celular, la señalización celular es un tipo de comunicación entre células en la que una célula libera señales para cambiar el comportamiento de las células circundantes. Este mecanismo se denomina señalización paracrina y utiliza factores de señalización de corto alcance para influir en la función de las células vecinas. Sin embargo, errores o trastornos en estas vías de transducción de señales pueden convertirse fácilmente en la causa principal de una variedad de enfermedades.
Las moléculas de señal se difunden a través del entorno extracelular, induciendo así cambios en las células vecinas, un proceso que provoca una variedad de respuestas biológicas.
Las investigaciones han descubierto que los factores paracrinos transmiten señales a través de receptores específicos, lo que permite que las células capaces de responder correctamente (es decir, las células con los receptores apropiados) provoquen una respuesta. Además, la célula señalizadora debe poseer suficiente competencia de primer paso para generar la respuesta mecánica apropiada en un proceso bioquímico. Esta capacidad permite que la señalización paracrina exhiba procesos de desarrollo similares y ordenados en diferentes especies y múltiples órganos.
El papel de la familia FGF
Las señales de la familia de factores de crecimiento de fibroblastos (FGF) desempeñan un papel crucial en el desarrollo embrionario y la inducción del crecimiento. Varios FGF tienen una amplia gama de funciones, principalmente para estimular la proliferación y diferenciación celular.
La variabilidad del FGF le permite formar cientos de isoformas diferentes, que le permiten lograr diferentes funciones durante el desarrollo.
Por ejemplo, FGF8 y FGF10 envían señales derivadas del mesodermo durante el desarrollo de las extremidades en ratones. FGF10 puede promover aún más la producción de FGF8, formando un circuito de retroalimentación que promueve el desarrollo de las extremidades. La señalización FGF también es esencial para el desarrollo ocular en el polluelo.
Criticidad de la vía RTK
Aparentemente, la señalización paracrina de FGF actúa a través de la vía del receptor de tirosina quinasa (RTK). Cuando el FGF se une a su receptor, inicia una vía de transducción de señales que finalmente conduce a cambios en la expresión genética. Este proceso involucra una proteína llamada Ras, que, cuando se activa, puede iniciar múltiples vías de señalización posteriores.Sin embargo, la desregulación de estas vías puede conducir a la aparición de cáncer, y los estudios han demostrado que las mutaciones en ciertas RTK están estrechamente asociadas con el desarrollo de varios tumores.
El impacto de la proteína HedgehogOtra vía de señalización paracrina importante proviene de la familia de proteínas Hedgehog. Estas proteínas desempeñan un papel clave en el desarrollo de las extremidades y la formación de patrones de tejidos. La activación aberrante de la vía de señalización Hedgehog está asociada con el desarrollo de varios tipos de cáncer.
Diversidad de la señalización WntLa actividad anormal en la señalización de Hedgehog puede conducir a una proliferación celular ilimitada y la posterior formación de tumores.
La familia de proteínas Wnt es diversa, se comunica entre células a través de varias vías de señalización diferentes y es particularmente crítica durante el desarrollo embrionario. Cualquier deficiencia o anomalía de Wnt puede provocar la aparición de diversas enfermedades y cánceres humanos.
Importancia de la superfamilia TGF-βLa superfamilia TGF-β (factor de crecimiento transformante) abarca un grupo diverso de proteínas y regula muchos procesos de desarrollo. El funcionamiento anormal de esta vía de señalización también está relacionado con múltiples enfermedades, afectando funciones importantes como el crecimiento celular, la diferenciación y la apoptosis.
Las interacciones de estas vías de señalización han llevado a muchos investigadores a reconocer sus funciones sutiles en el desarrollo de enfermedades, proporcionando información potencial para el desarrollo de nuevas terapias.
Ante redes de señalización tan diversas e importantes, no podemos evitar preguntarnos: ¿cómo pueden las investigaciones futuras revelar más sobre las intrincadas relaciones entre estas vías de señalización celular y las enfermedades?
