La sangre: el motor del desarrollo

Durante la embriogénesis, está demostrado que las células son capaces de dividirse, migrar y diferenciarse en respuesta a señales ambientales. Sin embargo, aún no se sabe cómo perciben los sistemas biológicos su entorno y cómo la información posicional está vinculada con limitaciones geométricas.

El corazón es el primer órgano funcional en aparecer durante la embriogénesis, resaltando la importancia del sistema cardiovascular y del flujo sanguíneo en el desarrollo. El objetivo del proyecto financiado por la Unión Europea «Biological flows and embryonic development» (FLOWBUILT) era determinar el papel del flujo sanguíneo durante las primeras fases del desarrollo e identificar las rutas moleculares que activa. En concreto, los investigadores estaban interesados en el estudio de la formación de vasos sanguíneos durante la embriogénesis.

Para tal fin, se eligió el pez cebra como organismo modelo, debido principalmente a su transparencia óptica y a su fácil manipulación genética. Además, los embriones del pez cebra no necesitan la función cardíaca durante los primeros cinco días de desarrollo, motivo por el que constituyen unos excelentes modelos para abordar el estudio de los diferentes papeles de las fuerzas del flujo sanguíneo durante la angiogénesis.

Combinando novedosas técnicas de imagen con la modelización del flujo sanguíneo, los investigadores fueron capaces de caracterizar las propiedades biomecánicas de los vasos sanguíneos durante su formación. Los modelos de toda la red vascular del pez cebra señalaron que el estrés en los vasos recién formados está determinado de manera significativa por los glóbulos rojos de la sangre. A nivel molecular también se descubrió que el flujo sanguíneo afecta a la maduración del endotelio. Por medio del estudio de mutantes del pez cebra con alteraciones en las válvulas cardíacas, los socios del consorcio determinaron el efecto del flujo sanguíneo en reorganizaciones celulares concretas que tienen lugar durante la formación de las válvulas.

También se dedicó un considerable esfuerzo a la identificación de los mecanismos del endotelio en desarrollo que pueden detectar el flujo sanguíneo. Los investigadores descubrieron que las protusiones celulares conocidas como cilios se prolongan desde las células endoteliales durante la angiogénesis y sirven como detectores de las fuerzas del flujo sanguíneo. Este descubrimiento condujo a la determinación del papel del flujo sanguíneo durante el desarrollo cardíaco en la salud y en la enfermedad.

En conjunto, los resultados del proyecto FLOWBUILT proporcionan conocimientos fundamentales sobre algunos mecanismos clave que rigen el desarrollo del embrión. Los datos obtenidos resaltan el papel del flujo sanguíneo tanto en la formación de los vasos sanguíneos como en el desarrollo del corazón y podrían aprovecharse para comprender mejor las cardiomiopatías congénitas.