Un orden biológico perfectamente calculado, un canto a la geometría
Un vídeo en alta resolución revela cómo células embrionarias construyen un corazón paso a paso, desvelando patrones invisibles y reglas de organización celular desconocidas hasta ahora.
Fuente: ChatGPT / E. F.
Eugenio M. Fernández Aguilar
Físico, escritor y divulgador científico. Director de Muy Interesante Digital
Creado: 26.05.2025
Aunque rara vez lo pensemos, todos fuimos, una vez, apenas un conjunto de células sin forma que, de alguna manera, sabían exactamente qué debían hacer. Una célula se divide, otra se desplaza, una tercera cambia su función. ¿Cómo logran coordinarse para construir un órgano tan complejo como el corazón, y hacerlo a tiempo? La respuesta empieza a surgir ahora, gracias a un experimento visualmente impactante y científicamente riguroso: un vídeo de más de 40 horas que muestra, célula a célula, cómo se construye un corazón embrionario de ratón.
Este trabajo no es solo una proeza técnica. Representa un cambio profundo en la comprensión del desarrollo cardíaco temprano. Publicado en The EMBO Journal por un equipo de investigadores del University College London y el Francis Crick Institute, el estudio utiliza técnicas de imagen avanzadas y seguimiento celular individual para demostrar que, mucho antes de lo que se creía, las células ya están predestinadas a formar partes específicas del corazón y se mueven de forma organizada hacia su destino.
Una ventana inédita al corazón en formación
Para observar este proceso con un detalle sin precedentes, el equipo empleó una técnica llamada microscopía de hoja de luz (light-sheet microscopy). Esta tecnología permite tomar imágenes tridimensionales en alta resolución de tejidos vivos sin dañarlos, manteniendo el desarrollo embrionario en tiempo real. Durante hasta 41 horas seguidas, los embriones fueron filmados cada dos minutos, generando cientos de miles de imágenes .
Gracias a esta técnica, se captó el momento en el que las células progenitoras comienzan a migrar desde el mesodermo y a diferenciarse en tipos celulares específicos del corazón: miocardio, endocardio y pericardio. Se usaron líneas de ratón genéticamente modificadas que expresan proteínas fluorescentes en función del tipo celular, lo que permitió rastrear cada célula a lo largo de varias divisiones.
Además de ser una proeza visual, este seguimiento permitió reconstruir los árboles genealógicos celulares de hasta cinco generaciones, identificando los linajes que formarán las distintas regiones del corazón. Como señalan los autores, “los progenitores del ventrículo izquierdo y el canal auriculoventricular se diferencian primero para formar el creciente cardíaco”.
Fuente:The EMBO Journal
Un proceso que parecía caótico, pero no lo es
Hasta ahora se asumía que la migración de las células durante la gastrulación —una etapa muy temprana del desarrollo embrionario— era en gran parte aleatoria. Sin embargo, el nuevo estudio revela que existe un patrón de organización subyacente desde fases sorprendentemente tempranas. Como indica el investigador principal, Kenzo Ivanovitch, “la determinación del destino cardíaco y el movimiento direccional de las células podrían estar regulados mucho antes de lo que los modelos actuales sugieren” .
El seguimiento detallado mostró que las células que forman el ventrículo izquierdo y el canal auriculoventricular (LV/AVC) aparecen antes que las que formarán las aurículas. Cada grupo de progenitores sigue trayectorias distintas y no se mezclan entre sí durante el desarrollo, lo que indica que están “preprogramadas” desde el inicio para seguir un destino concreto.
Más aún, el análisis de las distancias entre células hermanas y sus trayectorias sugiere que los progenitores unipotentes —es decir, aquellos que darán lugar a un único tipo celular— mantienen trayectorias más similares y contacto físico más prolongado entre células hermanas que los progenitores bipotentes o tripotentes. Esto refuerza la idea de que la especialización celular está estrechamente vinculada a patrones de migración específicos.
Early coordination of cell migration and cardiac fate determination during mammalian gastrulation 3
La diversidad de orígenes celulares del corazón
Uno de los hallazgos más reveladores del estudio es que el corazón no se forma a partir de una población homogénea de células progenitoras, sino desde múltiples tipos con distintas potencias y comportamientos. Se identificaron células unipotentes, capaces de generar solo miocitos del LV/AVC, y otras bipotentes o tripotentes que podían originar además endocardio, pericardio o mesodermo extraembrionario.
Sin embargo, incluso estas células más versátiles perdían rápidamente su capacidad de generar múltiples linajes. En casi todos los casos observados, la especialización ocurría en la primera o segunda división tras la activación del linaje. “Los descendientes de progenitores multipotentes mostraron trayectorias migratorias más diversas y mayor dispersión dentro del mesodermo anterior”, afirman los autores.
Otro aspecto llamativo es que no todas las células siguen el mismo ritmo. Las células endocárdicas aceleran su movimiento en fases tardías, mientras que las del pericardio lo reducen, mostrando comportamientos distintos según su destino. Esta información es fundamental para entender cómo se forma la estructura multicapa del corazón, con tejidos que deben estar en posiciones precisas en momentos concretos.
Fuente:The EMBO JournalImplicaciones futuras en biomedicina
Aunque el estudio se ha realizado en embriones de ratón, sus implicaciones van mucho más allá de la biología básica. Comprender cómo se forman las distintas partes del corazón con esta precisión puede ofrecer pistas valiosas sobre el origen de las malformaciones cardíacas congénitas en humanos, un problema que afecta a casi uno de cada cien recién nacidos.
Además, el conocimiento detallado sobre los linajes celulares y su comportamiento podría ser aplicado en el desarrollo de terapias regenerativas o cultivos de tejidos cardíacos in vitro, por ejemplo, en la medicina personalizada o en la investigación con organoides.
El vídeo generado por este estudio no solo resulta fascinante por su valor estético. Es, ante todo, una herramienta poderosa para reescribir los manuales de embriología. Como sintetiza el equipo, lo que parecía un caos es en realidad “un orden biológico perfectamente calculado”, una danza geométrica que marca el inicio de la vida cardíaca .
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Referencias
Shayma Abukar, Peter A Embacher, Alessandro Ciccarelli, Sunita Varsani-Brown, Isabel G W North, Jamie A Dean, James Briscoe & Kenzo Ivanovitch. Early coordination of cell migration and cardiac fate determination during mammalian gastrulation. The EMBO Journal (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s44318-025-00441-0.
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