Un gran ejemplo del fenómeno de muerte celular programada ocurre durante el desarrollo del pequeño gusano C. elegans , y fue descrito por John Sulston y Bob Horvitz en la década de 1970 (dos post-docs en el laboratorio de Sidney Brenner).
Interesado en comprender mejor el desarrollo de organismos multicelulares, Sulston se sentó en su microscopio y siguió el destino de cada célula de C. elegans , desde la fertilización de óvulos hasta la etapa adulta, un proceso que lleva alrededor de 3 días. Piénselo: tuvo que elegir una celda (digamos una de las dos que se originan en la división del óvulo fecundado). Una vez que esta célula “hija” sufrió mitosis, eligió una de las células de nieta, y así sucesivamente. Se determinó el destino final de cada célula durante el desarrollo: qué tipo de célula se convirtió (neurona, músculo, gónada, etc.), dónde se localizó en el animal, etc. Esto se hizo hasta el origen y el destino de cada una de las células 1090. del animal fueron mapeados.
Ahora, esto es así antes de que los microscopios estuvieran equipados con cámaras digitales, por lo que Sulston tuvo que observar y tomar nota de cada célula y su progenie, ya que se dividieron por mitosis y se diferenciaron en células especializadas. Otro post-doc en el mismo laboratorio, Bob Horvitz, se involucró para que el proceso de desarrollo completo pudiera seguirse durante todo el día.
Lo que Sulston y Horvitz observaron fue que algunas células murieron durante el desarrollo. De hecho, de las 1090 células que se requieren para formar un gusano adulto, exactamente 131 murieron durante el desarrollo. Ahora, aquí está el factor decisivo: no importa cuántos gusanos estudiaran Sulston y Horvitz, siempre fueron las mismas células las que murieron durante el desarrollo. Además, para cada célula que murió, el momento era invariable: la bisnieta de la célula X siempre moría exactamente Y min después de la fertilización del óvulo. Por lo tanto, durante el desarrollo del gusano, algunas células están programadas para morir en un momento específico. Estas células estaban muriendo a través de un proceso de suicidio celular llamado apoptosis .
Este descubrimiento fue crucial. Un fenómeno biológico tan predecible implicaba que los genes específicos responsables de desencadenar la muerte celular estaban en juego. Debido a que C. elegans puede manipularse genéticamente fácilmente (sí, kiddos: los gusanos GMO han estado entre nosotros durante décadas, y aún no se han adueñado del mundo), mutantes con defectos en el proceso de muerte celular (Cell Death Defective – Ced mutants ) pronto fueron encontrados. Algunos de estos mutantes tenían un exceso de células que no podían morir (mutación en los genes responsables de desencadenar la muerte). Otros mutantes mostraron cadáveres celulares en el cuerpo del gusano adulto (mutaciones en los genes responsables de eliminar los restos de células muertas).
Esto abrió las puertas de inundación. Los homólogos mamíferos de los genes Ced pronto se identificaron, lo que permite la caracterización molecular de la apoptosis en mamíferos. Se describió el papel de estos genes en el control del desarrollo de células de mamíferos (eliminación de la membrana entre los dedos de manos y pies, formación de cavidades y tubos, eliminación de células en exceso, renovación de epitelios, etc.). Ahora sabemos que los defectos en la apoptosis contribuyen a varias enfermedades, como el cáncer y las enfermedades autoinmunes (células que no mueren cuando deberían) y enfermedades neurológicas (células que mueren cuando normalmente deberían permanecer con vida).
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Por sus logros, Sulston, Horvitz y Brenner recibieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 2002.
