Las mujeres embarazadas son cada vez más conscientes de la importancia de una dieta equilibrada y suplementos nutricionales para garantizar el crecimiento saludable de sus bebés. Los alimentos adecuados son cruciales para ofrecer bloques de construcción esenciales para el desarrollo del cerebro, los huesos, los órganos y el sistema inmunitario. Sin embargo, los hallazgos recientes de científicos del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) han demostrado que el metabolismo juega un papel durante el desarrollo embrionario que va más allá del suministro de energía y materiales celulares.
Hidenobu Miyazawa, un científico del personal de investigación en el grupo Aulehla cerca de Embl, enfatizó un aspecto sorprendente del metabolismo: sirve como mecanismo de señal durante el desarrollo temprano. La investigación del equipo indicó que a medida que el metabolismo embrionario se aceleró, un proceso de desarrollo crítico que se conoce cuando el reloj de segmentación se retrasó. Esta observación sugiere que el metabolismo no solo influye en la producción de energía, sino también para el tiempo y la señalización del desarrollo.
El estudio estaba dirigido a embriones de ratones, donde los investigadores observaron la formación de segmentos del cuerpo repetitivos que finalmente se convierten en la columna vertebral. Señalaron que los metabolitos específicos, a pesar de que están presentes en cantidades insuficientes para alimentar las funciones celulares, aún podrían mantener la funcionalidad del reloj biológico del embrión para la formación del segmento. Este reloj es crucial para coordinar el crecimiento y la organización del cuerpo del embrión.
La relación entre la actividad metabólica y el reloj de segmentación fue sorprendente: el aumento de la actividad metabólica correspondía a un golpe más lento el reloj. Lo suficientemente intrigante, los científicos descubrieron que podrían revertir este tiempo de desarrollo retrasado restaurando las rutas de señal celular, independientemente de los cambios metabólicos. Esto llevó a la conclusión de que el metabolismo podría influir en los procesos de señalización celular.
Para determinar los metabolitos que influyen en el ritmo del reloj, el equipo de investigación utilizó un marco experimental basado en la teoría de la sincronización. Así como los ritmos circadianos humanos se adaptan a los cambios en el medio ambiente, se preguntaron si los metabolitos podrían servir como señales de señal externa para el reloj de segmentación. Sus hallazgos identificaron una molécula de azúcar específica, fructosa-1.6 bisfosfato (FBP), como un regulador importante. FBP modula el reloj de segmentación a través de la ruta de la señal Wnt, un mecanismo crucial en la biología del desarrollo.
Miyazawa explicó además que las oscilaciones moleculares relacionadas con el reloj de segmentación pueden cambiar los patrones espaciales de los segmentos del cuerpo del embrión, lo que puede influir en cómo se desarrollan los órganos y las extremidades.
Esta investigación innovadora ofrece implicaciones significativas, no solo para comprender los procesos biológicos básicos, sino también para cómo los organismos pueden ajustar su desarrollo en función de las condiciones ambientales, como la disponibilidad de alimentos. Alexander Aulehla, el autor principal del estudio, hizo una pregunta intrigante: ¿puede el metabolismo actuar como marcapasos que sincroniza relojes biológicos internos con ritmos ambientales externos? Hizo hincapié en la importancia de investigar más a fondo este contexto, en particular en vista del papel del metabolismo en la respuesta a señales externas como el ciclo circadiano.
Estos hallazgos pueden liberar el camino para nuevos conocimientos sobre la biología del desarrollo y cómo los factores ambientales influyen en el crecimiento y el desarrollo embrionario, lo que sugiere que la investigación futura puede investigar estos mecanismos de señal metabólica en mayor profundidad.
