Análisis funcional de moléculas de guía axonal en la división asimétrica de las células madre neurales del sistema nervioso central de Drosophila

Abstract

La división celular asimétrica (DCA) es un proceso altamente conservado y fundamental, tanto en desarrollo como en el contexto de la biología de las células madre y del cáncer. En una DCA se generan dos células hijas diferentes, una con la misma identidad de la célula madre, y que por tanto sigue dividiéndose, y otra célula hija que iniciará un proceso de diferenciación. Los mecanismos que regulan la DCA comprenden tanto factores intrínsecos, o autónomos, como factores extrínsecos, o no autónomos, manteniendo todos ellos el delicado equilibrio entre autorrenovación y diferenciación en cada división. La perturbación de dicho equilibrio por fallo en cualquiera de estos factores reguladores puede conllevar tanto la pérdida de tipos celulares como el crecimiento excesivo de éstos y, en última instancia, la formación de tumores. Las células madre neurales de Drosophila, llamadas neuroblastos (NBs), se dividen asimétricamente a través de mecanismos exclusivamente intrínsecos y se han usado durante décadas como paradigma experimental en el estudio del proceso de DCA. El objetivo principal de esta tesis doctoral ha sido el análisis de posibles señales no autónomas o mecanismos extrínsecos que pudieran estar controlando la DCA de los NBs de Drosophila. Nuestros resultados avalan la existencia de tales mecanismos no autónomos. En concreto, hemos determinado que la glía cortical que rodea los linajes de NBs larvarios es el nicho fuente de señales extrínsecas reguladoras de la DCA de estos NBs. Asimismo, hemos determinado que las Netrinas y Slit, proteínas conocidas por sus funciones en la guía axonal, son las señales extrínsecas secretadas por la glía cortical que actúan a través de sus receptores Frazzled y Robo1, respectivamente, localizados en los linajes de NBs. Demostramos que la alteración de los niveles de señalización Slit-Robo1, tanto por exceso como defecto, da lugar a la aparición de NBs y células progenitoras ectópicos. Es la señalización de Netrinas-Frazzled/DCC la responsable de modular, a través de la quinasa citoplasmática Abelson, los niveles umbrales de señalización de Robo1 críticos para el correcto desarrollo de los NBs y células progenitoras en los linajes de NBs de tipo II. Hemos determinado, asimismo, que la señalización de Robo1 incide en el proceso de DCA regulando la localización de factores intrínsecos clave, tales como aPKC, Canoe/Afadin y Numb, a través de las pequeñas GTPasas Rac1 y Cdc42. Estas actúan, en último término, localizando apicalmente en NBs y progenitores mitóticos a Par-6, componente central del complejo apical Par (Par-6-aPKC-Par3/Bazooka) crítico para la localización basal de los determinantes del destino celular, y, consecuentemente, para una correcta DCA.