Vía de señalización Hedgehog

La vía de señalización hedgehog es una vía basada en tres proteínas específicas denominadas proteínas hedgehog.

La más estudiada de estas proteínas es la proteína Sonic hedgehog, o SHH, que desempeña un papel clave en la estructuración de la forma general del cuerpo, denominada patterning en inglés.

Durante la tercera semana de desarrollo, se forma una varilla sólida de mesodermo llamada notocorda en la línea media del embrión.

La notocorda es extremadamente importante durante el desarrollo temprano porque influye en la forma en que se pliega el embrión.

También guía cómo se diferencian y desarrollan los distintos tejidos para que el embrión acabe teniendo dos brazos, dos piernas y una cabeza, en lugar de otra combinación.

Varios grupos de proteínas en la notocorda segregan proteínas que guían este proceso.

Entre ellas se encuentran la proteína hedgehog del desierto (DHH), la proteína hedgehog de la India (IHH) y la proteína Sonic Hedgehog (SHH).

La proteína del erizo del desierto y de la India fueron nombradas primero, y Sonic fue nombrado un poco más tarde; si han jugado a los videojuegos en los años 90, sabrán que se llama así por el roedor que se mueve rápidamente, Sonic the Hedgehog Las proteínas Hedgehog son ligandos, es decir, moléculas que se desplazan de una célula a otra y facilitan la comunicación, como las cartas que una célula puede enviar a otra a la vuelta de la esquina.

Al principio del desarrollo, la notocorda envía las tres proteínas Hedgehog a las células indiferenciadas de todo el embrión.

Cuando la proteína Sonic Hedgehog se libera, se difunde lentamente por el líquido intersticial y se une a un receptor llamado parche, o patched (ptc), que se encuentra en las membranas celulares de las células embrionarias.

El receptor patched inhibe la diferenciación de la célula embrionaria, pero la proteína Sonic Hedgehog inhibe a patched, es decir, inhibe al inhibidor.

Sin la inhibición que impone el parche, la célula embrionaria comienza a activar genes específicos que le permiten diferenciarse.

Pero todas las células embrionarias no se diferencian de la misma manera: algunas pueden activar genes que les permitan formar parte de una pierna, mientras que otras pueden activar genes que les permitan formar parte de una oreja.

El conjunto exacto de genes que se expresan en una célula y no en otra célula depende de la cantidad de proteína Sonic Hedgehog que llega a la célula embrionaria y del tiempo que la célula embrionaria está expuesta a la proteína Sonic Hedgehog.

Se puede pensar que es la cantidad acumulada de la proteína Sonic Hedgehog la que determina qué genes se expresan y, en última instancia, en qué se convierte cada célula embrionaria.

Cuando la proteína Sonic Hedgehog es liberada por la notocorda, se difunde por todo el embrión, formando un gradiente de concentración.

Para verlo mejor, pensemos en una cuadrícula y digamos que cada cuadrado de la misma es una célula embrionaria.

Las células embrionarias más cercanas a la notocorda se exponen a una dosis alta de la proteína Sonic Hedgehog, mientras que las células embrionarias más alejadas se exponen a una dosis menor de la proteína Sonic Hedgehog.

En otras palabras, hay un gradiente de concentración.