El mismo mensaje puede ser interpretado de manera diferente por diferentes individuos, también entre células. Así lo demuestra un estudio de investigadores de la Universidad de Linköping que estudiaron la comunicación celular a través de la señalización Wnt, que juega un papel decisivo en el desarrollo embrionario y el cáncer. Sus hallazgos, publicados en Cell Systems, son sorprendentes a la luz de la concepción predominante de cómo funciona la señalización de Wnt.

Las células de nuestro cuerpo están en constante comunicación. Aunque la comunicación celular juega un papel decisivo en todo lo que sucede en nuestro cuerpo, las células tienen pocas formas de comunicarse entre sí. La señalización Wnt es una de ellas. Fue descubierto en la década de 1980, a través de su papel en el desarrollo de ciertas formas de cáncer.

Pronto resultó que la señalización de Wnt también tiene una función básica en el desarrollo embrionario en una variedad de organismos, desde moscas de la fruta hasta humanos.

« Al comienzo de la vida, la señalización de Wnt es vital para que el cuerpo se forme correctamente, mientras que la comunicación desregulada entre las células puede provocar cáncer. Una pregunta clave que estamos tratando de responder es si este modo de comunicación funciona de manera similar en estas dos fases distintas », dice Pierfrancesco Pagella, postdoctorado en el Departamento de Ciencias Biomédicas y Clínicas de la Universidad de Linköping.

Desde hace tiempo se sabe que cuando una célula envía un mensaje Wnt a otra célula, la célula receptora sufre cambios de comportamiento. Esto se logra activando ciertos genes en el genoma y reprimiendo otros. Durante mucho tiempo se ha considerado que la señalización de Wnt siempre activa los mismos grupos de genes, lo que lleva al término « genes diana de Wnt ». Pero el estudio actual da un vuelco a esta suposición, ya que el grupo de investigación, dirigido por Claudio Cantù, ha demostrado que una señal puede tener efectos radicalmente diferentes según su duración. En sus experimentos, los investigadores vieron que la misma señal dada a un tipo de célula específico, como las células madre embrionarias, tenía efectos significativamente diferentes según la duración de la señal.

“El celular responde diferente dependiendo de si la señal se entrega durante 90 minutos, cuatro horas o tres días. No se trata simplemente de prolongar el mismo mensaje”, dice Pierfrancesco Pagella.

Una cuestión clave de larga data en la biología del desarrollo es: dado que todas las células contienen el mismo genoma, ¿cómo sabe una célula cuál de todas las instrucciones del genoma debe usar para obtener su identidad correcta?

« Creo que este descubrimiento ha descubierto un nuevo tipo de comportamiento celular relacionado con el ‘manual de instrucciones’ del genoma. Algunas células realmente leen y utilizan la información para cambiar su identidad, mientras que otras optan por no usarla para ese propósito. Nuestro estudio revela cómo funciona esto en el contexto del mecanismo de comunicación de señalización Wnt. Este fenómeno novedoso, hasta donde sabemos, nunca se había descubierto antes », dice Claudio Cantù, profesor asociado principal.

Lo que también descubrieron los investigadores es que tiene que ver no solo con el mensaje, sino también con la identidad de la célula receptora. Cuando se da exactamente la misma señal a dos tipos de células diferentes, sus respuestas inmediatas también son distintas. Los investigadores comparan esto con la comunicación interpersonal, donde el mismo mensaje puede ser interpretado de manera diferente por diferentes individuos.

Los investigadores creen que la razón detrás de este fenómeno son las experiencias previas de las células. Uno de los tipos de células sometidos a la señalización de Wnt son las células madre embrionarias inmaduras. Estas son las células más jóvenes y pueden desarrollarse aún más en todos los diversos tipos de células especializadas en un organismo. Cuando las células madre del experimento de los investigadores recibieron la señalización Wnt, su identidad cambió para parecerse a un tipo de célula especializada, un comportamiento al que los investigadores se refieren como « plástico ».

El equipo de investigación también estudió cómo reaccionan los tipos de células especializadas a la misma señalización. A pesar de recibir la misma señal, estas células cambiaron solo temporalmente y finalmente regresaron a su estado inicial, un comportamiento inesperado que el equipo de la Universidad de Linköping llama « elástico ».

Una hipótesis que plantean los investigadores es que este segundo tipo de comportamiento, « elástico », puede contribuir al comportamiento agresivo de las células cancerosas. Los nuevos conocimientos sobre este fenómeno pueden llegar a usarse en el desarrollo de nuevas estrategias de tratamiento para afectar la respuesta de las células cancerosas a la señalización de Wnt. Este conocimiento también puede sentar las bases para descubrir exactamente a qué genes se dirige la señal en diferentes situaciones.

El estudio fue financiado por la Sociedad Sueca del Cáncer, la Fundación Knut y Alice Wallenberg en el Centro Wallenberg de Medicina Molecular en Linköping y el Consejo Sueco de Investigación.