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El poder de la inducción: ¿Por qué las células del embrión se modifican entre sí?
En las primeras etapas de la vida, innumerables células realizan operaciones complejas y misteriosas dentro del embrión. Este proceso se llama formación del tubo neural. Todo comienza cuando la notocorda impulsa al ectodermo a formar la gruesa placa neural, que en etapas posteriores se transforma en el tubo neural, que finalmente forma la médula espinal y el cerebro y, por tanto, el sistema nervioso central. Esta serie de cambios no se produce de forma aleatoria, sino que se ve afectada por la inducción y la señalización entre células.
“El proceso de cierre del tubo neural difiere significativamente en muchas especies. Detrás de este proceso, existen mecanismos y regulaciones complejos.”
El proceso de inducción neuronal se remonta a principios del siglo XIX, cuando los científicos comenzaron a explorar cómo las células se influyen entre sí. Durante la investigación de ese año, una serie de experimentos demostraron el concepto de inducción, que todavía hoy tiene un lugar en la biología del desarrollo contemporánea. En particular, el trabajo de Hans Spemann y su alumna Hilda Mangold, que utilizaron tejido ectodérmico de embriones de rana recién nacidos para experimentos de trasplante, demostró que tejidos específicos pueden inducir la transformación de las células circundantes en tejido neural.
Con la profundización de la investigación, los científicos han descubierto que muchos factores aparentemente no relacionados, como el valor del pH y ciertas sustancias químicas, también pueden servir como factores de inducción, lo que demuestra que el mecanismo de inducción es mucho más complejo de lo que se pensaba originalmente. Este proceso implica la interacción de genes y moléculas de señalización, y muchos factores de crecimiento, como las proteínas morfogenéticas óseas (BMP), también desempeñan un papel importante. Esta investigación revela cómo las células cooperan entre sí a través de múltiples vías de señalización para ajustar la forma y la función.
“Los cambios en la forma de las células, como el proceso de contracción apical, son fundamentales para la formación del tubo neural”.
Una observación más detallada de las células de la placa neural reveló que su estructura cambió significativamente después de la inducción y se convirtió en células columnares altas. Estas células se distinguen claramente microscópicamente de las células epiteliales circundantes. Este cambio de forma es causado principalmente por la acción cooperativa de los microtúbulos y la actina en la célula, lo que hace que la célula se expanda hacia afuera y forme una forma de cono romo. Este proceso se denomina "constricción apical". A medida que la placa neural se pliega, se forman surcos y pliegues neurales. Estos pliegues finalmente se fusionan en la línea media para formar el tubo neural.
Sin embargo, el proceso de cierre del tubo neural no se completa de una vez, sino que se desarrolla desde el lado dorsal hacia ambos lados, acompañado de la formación de múltiples puntos de cierre. El éxito de este proceso depende de la regulación de las moléculas de adhesión celular y, debido a la presión desde el exterior del tejido epitelial, la placa neural forma un punto de articulación medial que fuerza los dos lados del pliegue neural hacia el otro. El enigma es: ¿por qué ocurren problemas que a veces conducen a defectos del tubo neural?
“Los defectos del tubo neural son uno de los defectos congénitos más comunes y, sin duda, han atraído una amplia atención e investigación”.
Durante este proceso, la formación de células de la cresta neural también es crucial. Estas células se desprenden del borde del tubo neural y migran a diferentes partes del embrión, donde se desarrollarán en varios tipos de células, incluidas neuronas y células pigmentarias del sistema nervioso periférico. Esto demuestra que la inducción intercelular no sólo afecta la formación de estructuras sino que también determina la diversidad de tipos celulares.
Sin embargo, el cierre del tubo neural no se comprende completamente. Los mecanismos de cierre varían entre especies. En los mamíferos, el cierre del tubo neural suele realizarse mediante la cooperación de varios puntos de cierre en contacto entre sí. En las aves, suele comenzar desde un punto del mesencéfalo y avanza hacia adelante y hacia atrás. Estas diferencias complican nuestro estudio de la formación del tubo neural y crean nuevos desafíos para futuras exploraciones.
A medida que la investigación continúa profundizándose, nuestra comprensión de la formación del tubo neural se profundiza gradualmente, promoviendo la comprensión y la investigación de varios tipos de defectos del tubo neural, todo con el fin de comprender mejor el misterio del origen de la vida. Ante un proceso vital tan magnífico y complejo, no podemos evitar preguntarnos ¿qué tan profundo y extenso es el poder de inducción entre las células?
