Un equipo del Instituto de Neurociencias (IN), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández (UMH). Este equipo ha desvelado cómo se forma el halterio, una estructura fundamental para el vuelo de las moscas.

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Este pequeño órgano, situado detrás de las alas principales, actúa como un giroscopio biológico, que ayuda al insecto a estabilizarse en el aire. El estudio ha sido publicado en la revista 'Current Biology', según ha informado el IN en un comunicado.

Investigación

La investigación ha sido liderada por José Carlos Pastor Pareja, director del Laboratorio de Arquitectura Celular y Tisular en el Sistema Nervioso del Instituto de Neurociencias. Han demostrado que, al contrario de lo que se pensaba, "el halterio no es una estructura hueca. Sus dos superficies están conectadas internamente a través de un sofisticado sistema celular que estabiliza su forma redondeada".

Según explica Pastor Pareja, "esta estructura es un sistema de estabilización que recuerda a los soportes arquitectónicos". Sin estas conexiones internas, el halterio se alarga y pierde su forma, igual que una carpa sin tensores".

Durante el proceso que se conoce como metamorfosis de la mosca, el paso de larva a adulto, las alas y los halterios se desarrollan a partir de una fina capa de células. En el caso del halterio, el equipo ha descubierto que primero se degrada una matriz extracelular rica en colágeno que separa sus dos caras. Esta degradación permite la formación de proyecciones celulares. Estas conexiones unen ambas superficies a través de una matriz con otra proteína, la laminina, formando una especie de armazón interno.

Estas conexiones actúan como tensores biológicos. Permiten resistir las fuerzas que de otro modo deformarían el órgano. Cuando este sistema falla, como ocurre en los modelos de mosca de la fruta ('Drosophila melanogaster') modificados genéticamente por el equipo, el halterio pierde su forma redondeada, clave para su función.

Además, el estudio revela que el halterio está sometido a una "tensión constante". Es una fuerza que tira de su base y otra que lo ancla a la cutícula externa del insecto. Es precisamente este sistema interno de tensores el que equilibra ambas fuerzas para mantener su geometría.

Microscopia electrónica y grabaciones

Para observar estos efectos, el equipo utilizó técnicas avanzadas de microscopía electrónica y grabaciones en vivo durante la metamorfosis de la mosca.

"Hemos visto que se producen una serie de proyecciones celulares que estabilizan la forma redondeada del halterio. Estas proyecciones contrarrestan fuerzas que de otro modo lo deformarían. Cuando eliminamos esta estructura de soporte en modelos mutantes, el órgano pierde su geometría funcional", ha apuntado Pastor Pareja.

El uso de modelos mutantes y el análisis de la matriz extracelular han sido claves para desentrañar este mecanismo. Combina degradación de colágeno, adhesión celular y tensores internos que refuerzan la estructura desde dentro.

Los resultados de este trabajo "van más allá" del caso particular de la mosca de la fruta. Aportan ideas generales sobre cómo los órganos adquieren su forma en los animales. Es "una cuestión fundamental en biología del desarrollo", según el IN, que ha apuntado que, además, "pueden inspirar nuevas formas de abordar cuestiones como la ingeniería de tejidos o el diseño de estructuras biomiméticas".

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