Actualmente, utilizando como modelos experimentales a la mosca de la fruta Drosophila melanogaster y al nemátodo Caenorhabditis elegans, se ha demostrado la existencia de la división celular asimétrica, pasando esta, de ser una posibilidad teórica a un proceso que se presenta en los tejidos vivos. En este caso, se ha documentado su existencia principalmente durante el desarrollo del tejido nervioso y en algunos epitelios de estos invertebrados. Más recientemente se han descrito, de manera parcial, mecanismos análogos durante el desarrollo embrionario del sistema nervioso, de la retina y de la epidermis de los mamíferos.
De este tipo de estudios, se concluye que la división celular asimétrica depende de dos conjuntos de proteínas con funciones específicas. El primero consiste en un complejo que conforma la maquinaria que transloca el huso mitótico, es decir, que modifica u orienta al huso mitótico de acuerdo con su interacción con proteínas localizadas en la membrana celular y en los sitios de adhesión celular. A este grupo pertenecen proteínas con actividad de serina-treonina cinasa como PKCζ, proteínas adaptadoras y de andamiaje como Par-3 y Par-6, y proteínas reguladoras como Insc, considerada como un elemento clave en el proceso.
El segundo grupo incluye a proteínas clasificadas como determinantes de asimetría, y que se caracterizan por ser segregadas diferencialmente durante la división celular. Entre estas se pueden mencionar a Numb, que fue la primera en ser descrita, y cuya pérdida de función conduce a procesos de diferenciación alterados en las células hijas. También se puede citar como ejemplos a factores de transcripción como Prospero, Prox-1 y Brat; y a proteínas como Miranda, Pins, y Staufen, que están involucradas en la distribución asimétrica de proteínas y de RNAs mensajeros. Los resultados obtenidos en diferentes laboratorios sugieren que, cuando una de las células hijas hereda alguno o algunos de estos determinantes de asimetría, ésta queda programada o destinada para iniciar el proceso de diferenciación y expresar el fenotipo terminal.
Una vez establecido esto, surge la pregunta: ¿qué factores o señales determinan que ocurra una división asimétrica? ¿Cómo se determina la posición del huso mitótico?. Hasta ahora se han determinado dos mecanismos posibles:
Mecanismos intrínsecos, en los que las mismas características de las células vivas determinan el establecimiento de una polaridad. Es decir, las células se encuentran polarizadas debido a la presencia de un citoesqueleto, que debido sus propiedades está polarizado, así como a la inserción preferencial de moléculas en sitios específicos en la membrana celular (receptores, proteínas de adhesión célula-célula y célula-sustrato, canales y proteínas transportadoras, entre otros). Estos mecanismos intrínsecos determinarían que la célula posee ya "instrucciones" para llevar a cabo la segregación diferencial de componentes y por lo tanto, la división celular asimétrica.
Los mecanismos extrínsecos, por otra parte, dependen de la interacción de la célula con otras poblaciones celulares y con componentes del medio como factores de crecimiento, moléculas de matriz extracelular, etc. En este caso, la división celular asimétrica dependería del establecimiento de un microambiente o nicho. Este microambiente determinaría las características de las poblaciones celulares que se localicen dentro de él.
Actualmente se postula que las células troncales se encuentran en un microambiente específico que mantiene sus propiedades y por lo tanto su pluripotencialidad. A este microambiente se le conoce como "nicho", y se propone que aquéllas células que lo abandonan, ya sea por migración, o por desplazamiento topográfico, dejan de comportarse como células troncales e inician el proceso de diferenciación hasta expresar el fenotipo terminal. Se propone que las características del "nicho" dependen de su composición (componentes de matriz extracelular, citocinas, factores de crecimiento, etc), de la disponibilidad de nutrientes (vascularización, oxigenación, etc) y de la presencia de otros tipos celulares.
De acuerdo con esto, la división celular asimétrica se presentaría únicamente en el "nicho", y las células que lo "abandonan", es decir quedan excluídas de éste debido a que cesan su interacción con los componentes del mismo o con las células que lo componen.
Como se podrá apreciar, la regulación de la población de células troncales, su alojamiento y su salida del nicho determinan un proceso muy complejo que culmina con la expresión del fenotipo diferenciado en la progenie de esta población. Los esfuerzos que se llevan a cabo en diferentes laboratorios tratan de entender estos procesos y sus alteraciones.
Lecturas sugeridas: Ou G, Stuurman N, D'Ambrosio M, and Vale R.D. (2010) Polarized Myosin Produces Unequal-Size Daughters During Asymmetric Cell Division. Science 29:677-680
Yamashita YM. (2010) Cell adhesion in regulation of asymmetric stem cell division. Curr Opin Cell Biol. 22:605-610.
Zhang YV, Cheong J, Ciapurin N, McDermitt DJ, Tumbar T. (2009). Distinct self-renewal and differentiation phases in the niche of infrequently dividing hair follicle stem cells. Cell Stem Cell. 5:267-278
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