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El cuerpo humano muestra una simetría bilateral externa, pero internamente posee muchas asimetrías en la posición de los distintos órganos. El hígado está a la derecha mientras que el bazo o el corazón se sitúan la izquierda, por ejemplo.
Sin embargo, todos los órganos aparecen en la línea media del cuerpo al principio del desarrollo embrionario y, a medida que este avanza, cada uno se coloca en la posición concreta que le corresponde.
Este proceso es fundamental para el empaquetamiento correcto de todos los órganos y para su óptimo funcionamiento. En el caso concreto del corazón, su posición con el polo inferior apuntando a la izquierda es fundamental para que haya una concordancia adecuada con las venas y arterias. De hecho, el 50% de las alteraciones detectadas al nacer son malformaciones cardiacas y muchas de ellas tienen que ver con defectos en el posicionamiento del corazón.
Hasta ahora se desconocía el proceso que coloca a los órganos en la posición adecuada durante el desarrollo embrionario, y en concreto al corazón. Ahora un trabajo publicado en la revista Nature despeja este último interrogante.
La investigación, liderada por Ángela Nieto, de la Unidad de Neurobiología del Desarrollo del Instituto de Neurociencias en Alicante, encontró que “el corazón aparece inicialmente en la línea media y sabemos que se desplaza a la izquierda. Hay unas células que, una vez formado el primordio cardiaco, llegan desde los dos lados del embrión hacia el centro. Pero llegan muchas más desde el lado derecho que del izquierdo, desplazando el corazón hacia la izquierda”, explica Nieto.
Hasta ahora, se pensaba que había una serie de señales en el lado izquierdo del embrión que se reprimían en el lado derecho para que se produjera la asimetría. Sin embargo, el equipo de Nieto encontró algo que parecía apuntar a la existencia de otro mecanismo adicional, preponderante en el lado derecho.
“Nos encontramos genes que se expresaban más en el lado derecho. Sabíamos que estos genes eran inductores de movimientos celulares, por lo que pensamos que podrían existir movimientos predominantes desde la parte derecha”, añade.
El corazón en distintas posiciones
Simplificando, lo que los investigadores del Instituto de Neurociencias de Alicante han descubierto es que, una vez formado el primordio del corazón, se incorporan a él más células desde la derecha del embrión, ejerciendo una fuerza de empuje de derecha a izquierda, y produciendo su desplazamiento.
Inicialmente hicieron estas observaciones en embriones de pollo, que es el modelo clásico. Y después confirmaron el proceso en pez cebra y en ratón, por lo que se trataba de un mecanismo conservado en distintas especies y con ello, extrapolable a humanos.
“El pez cebra es transparente y podíamos estudiar mejor los movimientos celulares. Comprobamos que al anular la función de estos genes, y con ello los movimientos de las células hasta el corazón, este permanecía en el centro en las tres especies”, afirma Óscar Ocaña, primer autor del estudio.
Así, encontraron el origen de un defecto importante, la mesocardia, que se produce cuando el corazón no se mueve de su posición central inicial. Se trata de una anomalía congénita de la posición del corazón, intermedia entre la situación normal y la dextrocardia (corazón a la derecha), en la que la ‘punta’ del corazón está dirigida hacia la derecha.
Los genes inductores de los movimientos celulares que hacen desplazarse al corazón son viejos conocidos del grupo de la doctora Nieto. Se trata de los genes Snail y Prrx, implicados en los movimientos celulares que tienen lugar durante el desarrollo embrionario.
“Las proteínas productos de estos genes son las que convierten a una célula inmóvil en móvil. Cuando no funcionan, el embrión no progresa y se muere, porque en las primeras etapas del desarrollo embrionario hay muchas células que nacen muy lejos de su posición final y tienen que recorrer distancias grandes hasta alcanzar su destino”, recuerda Nieto.
Estos genes se desactivan una vez completado el desarrollo embrionario. Pero en ocasiones, como también han demostrado estos expertos, pueden reactivarse en el adulto, dando lugar a procesos patológicos, como la progresión del cáncer.
“Hay células tumorales que recuperan la capacidad de moverse, como en las etapas embrionarias, se desprenden del tumor primario y producen metástasis en órganos distantes. Estos tumores secundarios, o metástasis, son la causa de más del 90% de las muertes por cáncer”, concluye Nieto.
Eficiencia evolutiva
A lo largo de la evolución, indica Nieto, el corazón ha ido ganando en eficiencia, pasando de ser una bomba peristáltica situada en el centro en los invertebrados, a una bomba de succión en el pez cebra y, finalmente, a una estructura que late rítmicamente como en los mamíferos, incluida nuestra especie.
“La mayor eficiencia está favorecida por la morfología del corazón. Si fuera un tubo recto como al inicio del desarrollo embrionario, no funcionaría así”, concluyó Joan Galcerán, coautor del estudio.