Caracterización de la vía EGFR en la planaria Schmidtea mediterranea y su papel en la diferenciación de las células madre

Abstract

[spa] Esta tesis doctoral estudia la evolución de la vía de señalización de los receptores de los factores de crecimiento epidérmicos (EGFR) en animales, y la identificación y caracterización de sus componentes principales –los receptores EGFR y los ligandos EGF—en la planaria Schmidtea mediterranea. Los resultados obtenidos sugieren que esta vía de señalización apareció muy temprano durante la evolución animal, ya que el ancestro común a todos los metazoos probablemente presentaba un receptor EGFR y un ligando EGF. Posteriormente, este complemento básico ha experimentando modificaciones independientes –pérdida o ganancia de elementos— en algunos grupos y/o especies. La planaria S. mediterranea es un claro ejemplo de expansión de la vía EGFR, puesto que tiene seis receptores EGFR y nueve ligandos EGF, uno de los cuales es de tipo neuregulina, subclase presente exclusivamente en Bilaterales. El estudio detallado de cada uno de estos elementos nos ha permitido demostrar que tanto los receptores como los ligandos se encuentran expresados en una gran variedad de tejidos en planarias y realizan una gran diversidad de funciones, tales como el mantenimiento y regeneración de la faringe, del sistema digestivo, del sistema excretor y de las células pigmentarias de los ojos. La activación del receptor EGFR, Smed-egfr-1, a través de la unión de su posible ligando Smed-nrg-1 es esencial para la diferenciación de las células madre de estos animales –los neoblastos—a células gastrodérmicas maduras. Nuestros resultados apoyan que la función de la vía EGFR en el mantenimiento y diferenciación de las células madre de animales está conservada en planarias. En conclusión, esta tesis doctoral avanza el conocimiento que tenemos de la vía EGFR en la evolución animal y en un modelo regenerativo como la planaria S. mediterranea, así como de los mecanismos que regulan las células madre adultas de estos organismos.

[eng] This thesis studies the evolution of the epidermal growth factor receptor signaling pathway (EGFR) in animals, and the identification and characterization of its main components –the EGFR receptors and the EGF ligands– in the planarian Schmidtea mediterranea. The results obtained suggest that this signaling pathway appeared very early in animal evolution, since the common ancestor of all metazoans probably had one EGFR and one EGF ligand. Subsequently, this basic complement has undergone independent modifications -–gain or loss of elements– in some groups and / or species. The planarian S. mediterranea is a clear example of expansion of the EGFR pathway, since it has six EGFR and nine EGF ligands, one of which is a neuregulin type, subclass present exclusively in Bilateria. The detailed study of each of these elements has allowed us to demonstrate that both, receptors and ligands, are expressed in a wide variety of tissues in these animals and perform multiple functions, such as the maintenance and regeneration of the pharynx, the digestive system, the excretory system and the eye pigment cells. Specifically, the activation of the receptor Smed-egfr-1 through the binding of its possible ligand Smed-nrg-1, is essential for the differentiation of the stem cells of these animals –the neoblasts– to mature gastrodermal cells. Our results support that the known function of the EGFR signaling pathway in the maintenance and differentiation of the stem cells of other animals, is conserved in planarians. In conclusion, this thesis advances the knowledge we have of the EGFR pathway in animal evolution and in a regenerative model such as the planarian S. mediterranea, as well as in the mechanisms that regulate the adult stem cells of these organisms.