Científicos del Instituto de Biología Molecular de Barcelona del CSIC, del IRB Barcelona y del Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF) han descrito en la revista Cell Reports un mecanismo que permite a una célula diferenciada reactivarse como célula madre.
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.
Es algo que sucede en el hígado, que dispone de células capaces de hacer crecer el tejido hepático –lo que permite la regeneración del órgano en caso de trasplante–. Conocer qué mecanismos son los que permiten a estas células mantener esa capacidad es, por tanto, uno de los retos para la medicina regenerativa actual.
Una investigación que se publica esta semana en la revista Cell Reports ha hallado un mecanismo que puede explicarlo. El trabajo está dirigido por Jordi Casanova, profesor de investigación del CSIC en el Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC) y en el Institut de Recerca Biomèdica (IRB-Barcelona), y por Xavier Franch-Marro, científico titular del Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF).
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.
Perder la capacidad de reactivación
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 Casanova. “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.
Referencia bibliográfica:
Nareg J.-V. Djabrayan, Josefa Cruz, Cristina de Miguel, Xavier Franch-Marro, Jordi Casanova. Specification of Differentiated Adult Progenitors via Inhibition of Endocycle Entry in the Drosophila Trachea. Cell Reports DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2014.09.043
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