Revelan un mecanismo que permite a una célula diferenciada reactivarse como célula madre
Una investigación que se publica esta semana en la revista Cell Reports (doi:10.1016/j.celrep.2014.09.043) describe un mecanismo que puede explicar porqué una célula especializada conserva o no la capacidad de reactivarse como célula madre. El trabajo está dirigido por Jordi Casanova, profesor de investigación en el Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC) y en el IRB Barcelona–con sede en el Parc Científic de Barcelona–, y por Xavier Franch-Marro, científico titular del Instituto de Biología Evolutiva (IBE-CSIC-UPF). Revelar las características genéticas que favorecen retener capacidades de célula madre es clave para el avance de la medicina regenerativa.
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Hay un tipo de células madre, las denominadas ‘facultativas’, que forman parte de estructuras y órganos ya formados, junto a otras células. Aparentemente no hay nada que diferencie a estas células de las otras, pero tienen una característica muy especial: mantienen la capacidad de volver a activarse como células madre. Según los autores, que han trabajado con células traqueales de larvas de la mosca Drosophila, lo que caracteriza a estas células madre facultativas es que no han entrado en endociclo, un proceso por el cual una célula replica su genoma una y otra vez hasta tener en su interior varias copias pero sin que las células lleguen a dividirse.
«Hay controversia sobre qué funciones puede tener el endociclo en los seres vivos», apunta Xavier Franch-Marro, «pero una de las interpretaciones es que la endoreplicación contribuye a aumentar el tamaño celular permitiendo la producción de grandes cantidades de proteína». Este es el caso de la práctica totalidad de las células larvarias de Drosophila. Lo que han visto los científicos es que las células que han entrado en el endociclo pierden la capacidad de reactivarse como células madre. «El endociclo de una célula va ligado a un cambio de expresión génica irreversible», apunta el investigador Jordi Casanova. Lo que hemos visto, sigue Casanova, «es que la inhibición de la entrada en el endociclo confiere a las células la capacidad de actuar como células madre».
La entrada de estas células en endociclo está asociada con la expresión del gen Fzr. Los investigadores han descubierto que la inhibición de este gen evita la entrada en endociclo, lo que las convierte en células progenitoras adultas que retienen la capacidad de reactivarse como células madre. Es la expresión de este gen, por tanto, la que actúa como un interruptor que determina si una célula entrará en mitosis (la división normal de una célula) o en endociclo, lo cual a su vez desencadena un programa genético totalmente diferente que les confiere la capacidad de reactivarse como células madre o no.
«Hi ha controvèrsia sobre quines funcions pot tenir l’endocicle en els éssers vius», apunta Xavier Franch-Marro, «però una de les interpretacions és que la endoreplicació contribueix a augmentar la grandària cel·lular permetent la producció de grans quantitats de proteïna». Aquest és el cas de la pràctica totalitat de les cèl·lules larvàries de Drosophila. El que han vist els científics és que les cèl·lules que han entrat a l’endocicle perden la capacitat de reactivar-se com a cèl·lules mare. «L’endocicle d’una cèl·lula va lligat a un canvi d’expressió gènica irreversible», apunta l’investigador Jordi Casanova. El que hem vist, segueix Casanova, «és que la inhibició de l’entrada a l’endocicle confereix a les cèl·lules la capacitat d’actuar com a cèl·lules mare».
L’entrada d’aquestes cèl·lules a l’endocicle està associada amb l’expressió del gen FZR. Els investigadors han descobert que és la inhibició d’aquest gen el que evita l’entrada en endocicle, i permet a aquestes cèl·lules retenir la capacitat de reactivar-se com a cèl·lules mare. És l’expressió d’aquest gen, per tant, la que actua com un interruptor que determina si una cèl·lula entrarà en mitosi (la divisió normal d’una cèl·lula) o en endocicle, la qual cosa al seu torn desencadena un programa genètic totalment diferent que els confereix la capacitat de tornar a reactivar-se com a cèl·lules mare o no.
