Científicos del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona han descubierto que un «sabotaje» genético, es decir, programado por las propias células, determina el desarrollo embrionario de los mamíferos, un avance que podría abrir nuevas puertas para mejorar la reproducción asistida o crear células que regeneren órganos.
El estudio, que publica este miércoles la revista Science Advances, ha investigado el empalme alternativo, un proceso biológico fundamental que permite a las células crear muchos tipos diferentes de ARNm y proteínas a partir de un número limitado de genes.
«Para muchos animales, incluidos los humanos, es un proceso vital para el desarrollo de células complejas como los músculos o las neuronas», ha explicado el investigador del CRG Manuel Irimia, que ha resaltado que, dada su importancia, el empalme alternativo es un proceso estrictamente regulado.
Las conclusiones del estudio
El trabajo ha evidenciado que la regulación del empalme alternativo, que casi nunca falla en las células sanas, se descontrola en un lugar inesperado: las células de un embrión recién formado.
Los científicos del CRG descubrieron el fenómeno después de crear un atlas de eventos de empalme durante el desarrollo temprano de vacas, humanos y ratones.
Descubrieron que, cuando los embriones humanos son bolas de solo ocho células, expresan una gran variedad de ARNm alternativos, la más alta jamás registrada en cualquier célula o tejido estudiado hasta la fecha. Cuando los embriones pasaron a la siguiente etapa de desarrollo, su actividad de empalme volvió a la normalidad.
Según los autores del estudio, esto evidencia que la regulación del empalme alternativo colapsa temporalmente en una etapa crucial del desarrollo conocida como activación del genoma cigótico, es decir, cuando un embrión temprano pasa de usar proteínas y ARN maternos a fabricar los suyos propios.
Un acto deliberado de sabotaje
Los investigadores creen que el nuevo fenómeno ocurre porque está programado durante el desarrollo, es decir, es un acto deliberado de sabotaje.
«Creemos que esto sucede porque hay instrucciones en nuestro genoma que le dicen a algunos genes que no hagan su trabajo en esta etapa de desarrollo. Las células del embrión estropean su empalme a propósito y lo hacen por una razón funcional», según Irimia.
Los científicos vieron que el fracaso de la regulación del empalme destruye las proteínas responsables de responder al daño del ADN. «Vimos que la respuesta al daño del ADN en esta etapa de desarrollo era baja. Si bien el fracaso de la regulación del empalme no es el único factor, es en parte responsable de la destrucción de las proteínas involucradas en este mecanismo de defensa.
No sabemos por qué sucede esto, pero posiblemente se deba a que la transcripción en sí conlleva un riesgo de daño al ADN», ha comentado la investigadora del CRG Bárbara Pernaute.
De acuerdo con la científica, «a medida que los embriones activan su genoma por primera vez y comienzan a transcribirse, puede haber compensaciones involucradas para evitar fallos en el desarrollo».
Podría abrir la puerta para mejorar las tecnologías de reproducción asistida
En opinión de Pernaute, estos resultados mejoran la comprensión de cómo se desarrollan los embriones durante estas primeras etapas y podrían abrir puertas para mejorar las tecnologías de reproducción asistida.
Los hallazgos también podrían ser útiles para avanzar en los esfuerzos de investigación en la creación de células pluripotentes a partir de células madre, una aspiración a largo plazo para la medicina regenerativa.
Dado que estas células embrionarias tempranas son realmente células pluripotentes, el conocimiento del mecanismo podría conducir a avances que utilicen ingeniería inversa para inducir la pluripotencia en células madre.
rtve.es
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