De corazones y caracoles

Los humanos somos seres asimétricos. Aunque en apariencia mostramos gran simetría en estructuras externas como los ojos y las extremidades, nuestros órganos internos no están distribuidos así. Es por ello que, por ejemplo, nuestro corazón ocupa el lado izquierdo junto con el estómago y el bazo, mientras que el hígado se localiza en el lado derecho. Esta asimetría izquierda – derecha es evidente incluso en órganos internos pares como los pulmones o las glándulas suprarrenales. La asimetría derecha – izquierda parece tener cierta relevancia a nivel funcional y se garantiza durante el desarrollo. Por esa razón existe una predominancia en la distribución de los órganos internos que en casos muy poco frecuentes puede no ocurrir. Una de ellas es la conocida como “situs inversus” en la que el corazón de un individuo aparece, junto al resto de las vísceras, como una imagen especular de lo que cabría esperar en un individuo normal, algo que ocurre en uno de cada 10.000 casos en el ser humano. El “situs inversus” se incluye dentro de una situación conocida como dextrocardia, (del latín “dexter” o derecha y del griego “kardia” o corazón). En principio los individuos que padecen esta malformación genética no deberían tener ningún síntoma grave, aunque pueden presentar cierta tendencia a manifestar problemas cardiovasculares y respiratorios. Leonardo da Vinci fue el primero que ilustró esta paradoja médica dibujando un corazón en el lado derecho del tórax, aunque el “situs inversus” fue plenamente descrito un siglo después.

Parece ser que la asimetría izquierda – derecha tiene que ver con el establecimiento de los ejes del embrión. La especificación de estos ejes ocurre durante el desarrollo temprano. Todos los vertebrados, por ejemplo, tienen un plan corporal básico similar muy a pesar de sus enormes diferencias externas. El eje corporal principal de los vertebrados es el eje anteroposterior, aunque también presentan una polaridad definida en el eje dorsoventral. Son estos ejes (el anteroposterior y el dorsoventral) los que determinan la asimetría izquierda – derecha. En el caso de los vertebrados esta asimetría se dirige alrededor de una línea media a partir de la que se establece una primera asimetría bilateral. En un primer momento, por tanto, los lados izquierdo y derecho del animal surgen como imágenes especulares. Parece ser que en un momento temprano del desarrollo comienza a existir una diferencia entre el lado izquierdo y el derecho, dando lugar a una primera asimetría “molecular” que paulatinamente va transformándose en una asimetría “celular y multicelular”.

Se conoce poco sobre el mecanismo molecular que establece las diferencias entre derecha e izquierda en el desarrollo temprano, aunque se sabe que está altamente conservada. Entre las proteínas clave para la determinación de este proceso está la proteína de señalización extracelular Nodal, codificada por un gen de la superfamilia del TGF-beta, además de la proteína Pitx2. Ambas se expresan exclusivamente en el lado izquierdo del embrión. La expresión ectópica de estos genes en el lado derecho provoca una alteración de la asimetría izquierda-derecha que podría explicar la deriva a malformaciones como el “situs inversus”. Este mecanismo molecular parece estar ausente en animales que normalmente se usan como modelos del desarrollo embrionario, como Drosophila o el nematodo C. elegans. Sin embargo, se sabe que también existe en otros animales, no vertebrados, que presentan estructuras asimétricas tan absolutamente bellas como la concha de los caracoles. Normalmente, la concha de estos gasterópodos gira en el sentido de las agujas del reloj, aunque en algunas ocasiones pueden encontrarse individuos en los que el giro de su concha ocurre justo hacia el lado contrario. Precisamente para que los caracoles mantengan su quiralidad es necesario que expresen ortólogos del gen nodal en estadios tempranos de su desarrollo. Por supuesto la quiromorfogénesis, que es el proceso que garantizaría ese giro característico de la concha de los caracoles, debería ocurrir antes de que la expresión de Nodal se restrinja a una zona concreta. Parece claro que la herencia genética materna es indispensable para que ocurran todos estos procesos y el patrón asimétrico se desarrolle de manera normal. En el caso de los caracoles, los mecanismos genéticos parecen explicar sólo en parte la lateralidad de las conchas, puesto que existen otros factores ambientales, evolutivos y celulares que pueden influir en el proceso. Esto podría explicar que curiosamente las especies de caracoles marinos tengan una frecuencia de giro distinta a la de los caracoles terrestres (las caracolas marinas con el giro a la izquierda se exhiben como rarezas).

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Profesora Araceli Giménez