Clave en la formación de vasos y arterias

Un hallazgo de investigadores del Instituto Leloir tiene alta relevancia para el conocimiento del infarto de miocardio y la formación del pie diabético

Escribe Claudia Mazzeo – Agencia CyTA – Instituto Leloir

La existencia de un mecanismo fisiológico de regulación de oxígeno en la mosca de la fruta hasta ahora desconocido, acaba de ser dado a luz en la portada de la edición del 15 de abril de “Developmental Cell”, una de las principales revistas científicas del mundo. Científicos destacados opinan sobre la implicancia del descubrimiento. 

Un hallazgo, realizado enteramente en nuestro país, por investigadores del Instituto Leloir, podría tener absoluta relevancia en la comprensión de la angiogénesis, proceso de formación de nuevos vasos sanguíneos en los seres humanos, relacionado con la progresión de tumores. Asimismo, sería de importancia para el conocimiento de otras afecciones vinculadas con la hipoxia o falta de oxígeno en los tejidos, como el infarto de miocardio y el llamado pie del diabético. 

A diferencia de los mamíferos, la mosca de la fruta o Drosophila melanogaster no tiene vasos sanguíneos, ni arterias, ni venas. Como otros insectos, cuenta, sin embargo, con un sistema respiratorio tubular denominado sistema traqueal que puede ser modulado por diferentes estímulos y que le permite distribuir el oxígeno a todos los órganos y tejidos. 

A pesar de las diferencias, los mecanismos que gobiernan la ramificación del sistema respiratorio tubular de los insectos son muy similares a los que rigen en los seres humanos para la formación de capilares sanguíneos (arterias y venas). Frente a condiciones de hipoxia o falta de oxígeno, los insectos disparan una serie de respuestas compensatorias, entre ellas la generación de nuevas tráqueas, mecanismo que en los seres humanos equivale a la angiogénesis o formación de nuevos vasos. 

Hasta ahora se creía que la falta de oxigeno era sensada por las células de los distintos tejidos de la mosca, y que éstas emitían señales atrayendo a las tráqueas e induciendo su ramificación. Algo similar a un pedido de delivery de oxígeno solicitado desde fuera de la tráquea. 

Más precisamente, se pensaba que la hipoxia inducía en los tejidos el incremento en los niveles de una molécula denomina “branchless”, la que guiaba la formación de nuevas tráqueas. El mismo mecanismo explicaba el crecimiento de los vasos sanquíneos en los seres humanos, siendo en este caso el VEGF, o factor de crecimiento vascular, el actor que daba paso a la formación de nuevos capilares. 

El trabajo liderado por el biólogo Pablo Wappner, investigador del CONICET y jefe del Laboratorio de Genética y Fisiología Molecular del Instituto Leloir amplía sustancialmente este panorama. “Demostramos que no sólo los tejidos que circundan las tráqueas sino las traqueas mismas tienen un rol central en la detección de los niveles de oxígeno. Las tráqueas no son simplemente llamadas desde afuera, sino que en situaciones de hipoxia sus células actúan como sensores ultrasensibles de oxígeno detectando los puntos en que ese elemento vital escasea, y extendiendo sus ramificaciones de manera autónoma”, señala Wappner, que es profesor de la UBA. En el estudio participaron también Lázaro Centanin (autor principal), Andrés Dekantry, Nuria Romero y Maximiliano Irisarri, todos del Instituto Leloir. La investigación recibió subsidios del Howard Hughes Medical Institute, de la Universidad de Buenos Aires y del ANPCyT. 

Revés de la trama 

El laboratorio de Genética y Fisiología Molecular del Instituto Leloir es uno de los pocos en el mundo que estudia la reacción de los organismos frente a la hipoxia empleando como modelo a la mosca de la fruta. Se trata de una especie de marca registrada del grupo, que acuñó Wappner diez años atrás, tras especializarse en el estudio de la biología de Drosophila en el Weizmann Institute of Science, en Israel. 

Para el biólogo molecular Alberto Kornblihtt, el trabajo que hoy aparece en tapa de Developmental Cell “es un orgullo para la ciencia argentina que últimamente está produciendo trabajos de excelente nivel internacional hechos enteramente en nuestro país”, destacó. 

Al referirse al aspecto novedoso del trabajo, el investigador y profesor de la UBA subrayó, “que la importancia del trabajo reside en que permite avanzar en el conocimiento de un proceso muy parecido que ocurre en nuestros tumores malignos, donde el éxito de un tumor es el fracaso de nuestro organismo”. Kornblihtt indicó que “para crecer, el tumor necesita oxígeno. La llegada de oxígeno al tumor ocurre por la formación y ramificación de capilares y vasos sanguíneos, gatillada a su vez por la falta de oxígeno, y regulada por proteínas similares a la que operan en las ramificaciones de las tráqueas de la mosca”. 

Por su parte el oncólogo molecular Enrique Mesri, egresado de la UBA, opinó que “hasta ahora el paradigma fundamental ha sido que la secreción de factores de crecimiento vascular como el VEGF que se induce en tejidos donde hay niveles bajos de oxígeno, determina la formación de nuevos capilares. El trabajo del grupo de Wappner presenta un interesante ´reves de la trama´ en este mecanismo”. “Drosophila melanogaster ha demostrado ser un modelo muy probado en su capacidad de esclarecer, a través de métodos genéticos, mecanismos moleculares de validez en humanos”, agregó Mesri, que en la actualidad es profesor del Sylvester Cancer Center de la Universidad de Miami. 

El especialista opina que, en el futuro, estos resultados pueden ser aplicados al desarrollo de nuevas terapias para el tratamiento de cáncer. Pero aún falta. En tal sentido, el grupo de investigadores planea continuar estudiando el mecanismo descubierto, en busca de profundizar en el conocimiento de sus detalles moleculares. 

“La angiogénesis es un proceso natural. Intentamos entenderla en profundidad para poder bloquearla, en el caso del tumor, o favorecerla, cuando se trata de enfermedades isquémicas como el infarto cardíaco y el cerebral, e incluso, frente a las afecciones de las extremidades inferiores causadas por la diabetes”. 

Lázaro Centanin, que coronó su tesis doctoral con la publicación de este trabajo, bajo la supervisión de Wappner, realiza en la actualidad estudios de posdoctorado en el Instituto Europeo EMBL, en Heidelberg, Alemania. 

“Cuando finalice mi ´posdoc´ quiero volver a la Argentina. En la actualidad, hay movidas importantes en el sector científico; se están construyendo nuevos institutos y agrandándose los ya existentes, lo que va a resultar en m&aacute
;s y mejores espacios para hacer investigación”, concluyó. 

El padre de la angiogénesis