Daniel Pellicer Roig, Universitat de València

El cos humà actua com una orquestra en què totes les cèl·lules participen creant l'obra que és la vida. Durant el desenvolupament de l'embrió, aquestes cèl·lules han de coordinar-se per formar els òrgans en el lloc adequat, quasi sempre amb èxit.

Ara bé, hi ha una condició, anomenada síndrome de Kartagener, que dona com a resultat una anomalia en què la disposició interior dels òrgans és una imatge especular al que entenem com a estàndard. És a dir, el cor es troba a la dreta; el fetge, a l'esquerra i, en una persona dretana, la mà dominant és l'esquerra.

Cada vegada ens trobem més a prop d'entendre com es produeix aquesta síndrome i, gràcies als nous descobriments en l'embriologia del desenvolupament, també d’aprendre a solucionar-la.

Els cilis: la unió fa la força

Entre els factors que contribueixen a l'aparició de la síndrome de Kartagener destaca el mal funcionament dels cilis. Es tracta d'uns orgànuls de la membrana cel·lular que, a escala microscòpica, tenen una certa similitud amb els pèls. Els podem trobar sols o en grups de desenes o centenars.

Grosso modo, els cilis es poden dividir en dos tipus: immòbils, i en aquest cas són utilitzats per les cèl·lules com a sensors de substàncies presents en el medi; o mòbils, emprats per molts organismes unicel·lulars per a desplaçar-se. Tot i això, quan les cèl·lules es troben formant teixits, els cilis mòbils deixen de ser útils per al moviment cel·lular i passen a acomplir altres tasques essencials.

Un exemple clar el trobem en el pulmó, on milions de cèl·lules ciliades són capaces de coordinar-se per crear ones similars a les ones de la mar o a les formades per centenars d'aficionats als estadis de futbol. El resultat d'aquesta coordinació és una espècie de cinta transportadora per a les mucositats encarregades d'atrapar les partícules que entren al sistema respiratori. Sense aquests cilis, el moc es quedaria encallat i tindríem dos finals possibles: o patiríem infeccions constants per no poder eliminar la brutícia o ens ofegaríem amb el nostre propi moc.

Per sort, gràcies a la feina conjunta de milers de milions de cèl·lules, el pulmó es manté net i nosaltres podem respirar tranquils.

Organitzant la vida

Quan no som més que una petita massa amorfa de cèl·lules, aquestes han de coordinar-se per a saber on va el cap, on van els peus i com disposar tots els òrgans a l'interior del nostre cos. I és ací on els cilis fan un paper fonamental.

Durant les primeres etapes del desenvolupament es forma una estructura anomenada node, una espècie de globus que envolta l'embrió. Les cèl·lules nodals posseeixen cilis que giren sostinguts al punt d'ancoratge, com una hèlice de mida cel·lular. Gràcies a aquest moviment de rotació es crea un corrent dins del node, de dreta a esquerra.

El mecanisme exacte pel qual es produeix l'asimetria dreta-esquerra en el node és desconegut. Les dues hipòtesis més acceptades convergeixen en molts punts, però difereixen en un que és clau.

La primera hipòtesi sosté que els cilis, en crear aquest corrent, produeixen un estrès mecànic sobre les cèl·lules del costat esquerre que és detectada pels seus cilis immòbils. Llavors s'inicia una cascada de senyalització que involucra els gens NODAL i LEFTY₁, així com també altres que indiquen a les cèl·lules que aquell és el costat esquerre.

La segona hipòtesi suggereix que en aquest corrent viatgen exosomes, petites càpsules lipídiques que transporten molècules en l’interior. Aquests exosomes serien l'equivalent al sistema postal: les cèl·lules de la dreta empaquetarien el missatge codificat en forma d'hormones i proteïnes i l’enviarien a través del corrent creat pels cilis nodals cap a la destinació. La concentració més alta d’exosomes en el costat esquerre permetria l'activació dels gens citats adés en aquests primers estadis de l'embrió, i definirien així l'esquerra i la dreta del cos.

Però i si els cilis no s’hi troben presents o el seu moviment no és efectiu?

Quan els cilis es fan malbé

Això és el que ocorre en la discinèsia ciliar primària, una síndrome que afecta aproximadament 1 de cada 20 000 persones. Aquesta síndrome és el resultat de mutacions en les proteïnes estructurals o reguladores de la formació ciliar. Les proteïnes no funcionals impedeixen el moviment adequat dels cilis, cosa que crea problemes respiratoris i/o de fertilitat.

Doncs bé, quan aquestes mutacions afecten els cilis nodals, es produeix la síndrome de Kartagener. En aquests casos, a causa de les anomalies ciliars, els corrents del node no es formen, de manera que les possibilitats de tenir una disposició normal dels òrgans es redueixen al mer atzar. Hi haurà per tant un 50% de possibilitats de tenir tots els òrgans col·locats en espill, cosa que es denomina situs inversus totalis.

 Ara bé, l'asimetria en els òrgans no és visible externament. Les pistes per al diagnòstic ens les solen proporcionar malalties respiratòries recurrents o altres morbiditats. Ocorre perquè, com que és una síndrome d'origen genètic, tots els cilis del cos veuen afectada la seua funció, com les cèl·lules pulmonars que anomenàvem adés.

Ara bé, no sempre es produeixen patologies que facen sospitar de la discinèsia. Per això, de tant en tant, és un cardiòleg, un radiòleg o un altre professional el qui té una sorpresa en fer una revisió mèdica rutinària.

A poc a poc anem avançant per trobar un mètode de diagnòstic primerenc, així com futurs tractaments per a la síndrome de Kartagener i altres ciliopaties. Gràcies a noves tècniques de laboratori, com el desenvolupament d'embrions de ratolí sense necessitat d'un úter, podrem fer salts de gegant i dilucidar moltes de les qüestions fins ara desconegudes en l'embriologia del desenvolupament. Amb ajuda de l'enginyeria genètica, prompte aconseguirem que els cilis ara immòbils tornen a batre.

Aquest article fou finalista en la II edició del certamen de divulgació jove organitzat per la Fundació Lilly i The Conversation España.

Daniel Pellicer Roig, Doctorand en fisiologia, Universitat de València

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.