La polaridad celular coordina el desarrollo de las larvas de las medusas a lo largo de un eje central

medusa Clytia hemisphaerica
Clytia tiene la forma de medusa de natación libre típica de los hidrozoos

La especificación del eje corporal es un paso crucial que ocurre durante el desarrollo del embrión

Los científicos han descubierto un mecanismo clave en los embriones de medusas que proporciona nuevos conocimientos sobre cómo se desarrolla el plan corporal de estos animales a lo largo de un eje central desde su "cabeza" hasta su "cola".

El estudio es descrito por los editores como una contribución significativa y fundamental al campo. Dicen que los autores proporcionan evidencia convincente para su análisis del desarrollo del plan corporal en la medusa Clytia hemisphaerica, lo que puede contribuir a una comprensión más profunda del origen de la señalización Wnt en el reino animal temprano. Los hallazgos serán de amplio interés para los biólogos evolutivos y del desarrollo.

La especificación del eje corporal (el proceso que establece la organización direccional en los animales, como la alineación de la cabeza y la cola) es un paso crucial que ocurre durante el desarrollo del embrión. La señalización Wnt se refiere a una red de proteínas que controla procesos como la diferenciación celular y se sabe que desempeña un papel en la especificación del eje corporal. Puede verse como un conjunto de instrucciones que le dice a las células dónde crecer y cómo formar el aspecto del cuerpo de un animal, incluyendo qué extremo se convierte en la cabeza y cuál en la cola.

La medusa es un útil organismo modelo para estudios que ayuden a comprender los primeros animales multicelulares, debido a la relativa simplicidad de la larva y su posición evolutiva como un grupo externo a los bilaterales, una rama de animales con simetría bilateral que comparten un ancestro común.

"En nuestras investigaciones anteriores, hemos demostrado que una proteína llamada Wnt3 se almacena en un lado del huevo (el polo animal) en forma de ARN mensajero y trabaja junto con las proteínas celulares de la llamada vía Wnt/β-catenina para definir localmente la futura 'boca' de los embriones de medusa", explica la autora principal Julie Uveira, Ingeniera de laboratorio en el Centro Nacional de Investigaciones Científicas de Francia y en el Laboratorio de Biología del Desarrollo de Villefranche-sur-mer (CNRS/Universidad de la Sorbona), París, Francia.

"En el estudio actual, nos propusimos descubrir cómo ese proceso continúa a lo largo del embrión para generar la típica forma alargada de 'torpedo' de la larva".

embrión de Clytia hemisphaerica

Imagen: Imagen confocal de un embrión del cnidario Clytia hemisphaerica fijado durante la gastrulación, mostrando los límites celulares (rojo), los núcleos (azul) y los cilios (verde).

Para responder a esta pregunta, Uveira y sus colegas comenzaron por investigar el desarrollo del plan corporal en embriones de medusas que carecían de actividad de Wnt3. Descubrieron que estos embriones no tienen un eje central, sino que su organización corporal es más bien aleatoria.

Además, los límites entre las células parecían arrugados, lo que sugería una falta de la tensión y la estructura necesarias para dar a las células su forma típica. Cuando reintrodujeron Wnt3 en una parte de estos embriones, se restableció la forma corporal adecuada, lo que destaca su papel crucial en la formación del eje.

La polaridad celular plana (PCP) es un mecanismo que alinea las células en los tejidos animales, garantizando que estén orientadas en la misma dirección. Es crucial para procesos como la elongación de los tejidos y el movimiento coordinado de las células. Entonces, el equipo buscó investigar cómo Wnt3 interactúa con las proteínas PCP en embriones de medusas.

Utilizando imágenes fluorescentes de los cilios (los dispositivos pilosos de las células que actúan como sensores o motores), demostraron que Wnt3 hace que las células se agrupen, todas mirando hacia un extremo de la larva. Gradualmente, esta polaridad se propaga a las células vecinas hasta que toda la longitud del cuerpo de la larva de la medusa tiene un único eje alineado. Esta polaridad probablemente contribuye a una estructura celular tensa y proporciona una fuerza mecánica para que el embrión forme su característico cuerpo en forma de torpedo.

Este proceso es independiente de la interacción previamente establecida de Wnt3 con la β-catenina. El equipo demostró esto bloqueando la actividad de la β-catenina en embriones de medusas mientras permitía el funcionamiento normal de Wnt3. En estos embriones, Wnt3 todavía podía dirigir las proteínas PCP para guiar el desarrollo a lo largo del eje corporal.

polaridad celular plana

Imagen: Las tensiones mecánicas pueden reorientar la PCP. Crédito: (2025). DOI: 10.7554/eLife.104508.1

Por el contrario, en ausencia de proteínas PCP, Wnt3 no podía dirigir el desarrollo del eje, excepto localmente cerca de su sitio de producción. Estos experimentos muestran que Wnt3 tiene dos funciones distintas en el desarrollo del plan corporal: activación de Wnt/β-catenina y orientación de la PCP.

"Hemos descubierto un proceso de dos etapas que impulsa el desarrollo a lo largo de un eje central en los embriones de medusas", explica el autor principal Tsuyoshi Momose, investigador del Laboratorio de Biología del Desarrollo de Villefranche-sur-mer (CNRS/Universidad de la Sorbona).

"En el primer paso, Wnt3 define la futura zona de la boca en conjunto con la β-catenina y, además, sin la β-catenina, proporciona la señal direccional para orientar el eje central. En el segundo paso, Wnt3 desencadena una cascada de polarización de PCP que alinea este eje de forma cohesiva a lo largo de todo el embrión".

Además de ayudar a explicar un paso clave en el proceso de desarrollo temprano del embrión, el descubrimiento puede explicar por qué tantos animales comparten un eje central desde la cabeza hasta la cola y da pistas sobre cómo evolucionaron sus planes corporales. Se han detallado procesos similares en moscas de la fruta y muchos otros animales, lo que sugiere que este proceso evolucionó temprano y persistió a través de la evolución de una amplia gama de animales.

"La biología evolutiva no ha prestado suficiente atención a la organización a nivel celular, como la adhesión y la polaridad celular", explica Uveira.

"La polaridad celular es relativamente importante en animales simples como las medusas. Comparar estos procesos en animales que divergieron en diferentes momentos de la evolución puede ayudarnos a determinar cuándo y por qué surgió, divergió y persistió esta característica común".

El estudio se ha publicado como preimpresión revisada en la revista eLife: Planar cell polarity coordination in a cnidarian embryo provides clues to animal body axis evolution

Etiquetas: Plan corporalMedusa

Ya que estás aquí...

... tenemos un pequeño favor que pedirte. Más personas que nunca están leyendo Vista al Mar pero su lectura es gratuita. Y los ingresos por publicidad en los medios están cayendo rápidamente. Así que puedes ver por qué necesitamos pedir tu ayuda. El periodismo divulgador independiente de Vista al Mar toma mucho tiempo, dinero y trabajo duro para producir contenidos. Pero lo hacemos porque creemos que nuestra perspectiva es importante, y porque también podría ser tu perspectiva.

Si todo el que lee nuestros artículos, que le gustan, ayudase a colaborar por ello, nuestro futuro sería mucho más seguro. Gracias.

Hacer una donación a Vista al Mar

Boletín de subscripción

Creemos que el gran periodismo tiene el poder de hacer que la vida de cada lector sea más rica y satisfactoria, y que toda la sociedad sea más fuerte y más justa.

Recibe gratis nuevos artículos por email:

Especies marinas

Medio ambiente

Ciencia y tecnología

Turismo