El gen egr-4 podría ser clave en la regeneración inicial del cerebro en las planarias, unos invertebrados que son modelo en el estudio de la genética del desarrollo. La regeneración de tejidos es un proceso altamente complejo que estudian diversos equipos internacionales en diferentes modelos animales: planaria, pez cebra, tritón, ajolote, Hydra, etc.
La clave de la regeneración inicial del cerebro en planarias —unos invertebrados que son modelo en el estudio de la genética del desarrollo— podría estar detrás del gen egr-4.
Así lo afirma un artículo publicado en la prestigiosa revista Development y firmado por los expertos Francesc Cebrià, Susanna Fraguas, Sara Barberán, Marta Iglesias y Gustavo Rodríguez Esteban, del departamento de Genética y del Instituto de Biomedicina de la UB (IBUB).
La planaria Schmidtea mediterranea es un gusano plano con simetría bilateral que se emplea como modelo clásico en investigación sobre regeneración celular y en el estudio de células madre. Este artículo es el primer trabajo científico que relaciona el gen egr-4 —miembro de una familia génica que codifica factores de transcripción que se unen al ADN y regulan la actividad de otros genes— con el proceso de neurogénesis en planarias.
Tal como explica Francesc Cebrià, que ha dirigido este trabajo científico, “en otros animales, los genes egr se activan en procesos de respuesta inmediata como la inflamación, el cierre de heridas o el estrés”. Igualmente, “algunos de estos genes tienen también un papel importante durante el desarrollo del sistema nervioso”.
En todas estas situaciones, los genes egr controlan diferentes procesos, desde la proliferación celular a la supervivencia celular o la diferenciación. En el caso de las planarias, el gen egr-4 parece tener una función temprana de control de la proliferación celular como respuesta a la amputación, y otra función más tardía relacionada con la diferenciación inicial del cerebro durante la regeneración.
Según apunta Cebrià, “como hay genes homólogos al egr-4 en otros linajes —por ejemplo, en la especie humana— esta función podría ser de especial interés para entender el proceso de regeneración en metazoos”.
El gen egr-4, clave en las fases iniciales
La función del egr-4 sería importante durante los estadios iniciales de la formación del cerebro, observan los autores. Aplicando técnicas genéticas de silenciamiento de genes en el diseño experimental, los expertos han acotado varios intervalos del proceso de regeneración durante los cuales la función del gen sería determinante.
En palabras de Susanna Fraguas, primera autora del artículo, “el estudio constata que el gen egr-4 participaría en las primeras fases de diferenciación de las células del cerebro”.
Concretamente, “el gen podría afectar a la diferenciación del primordio del cerebro, aunque es probable que también haya otros genes involucrados en el proceso”. Según detalla Fraguas, el estudio pretendía descifrar la función del gen y conocer qué señales está activando para inducir la diferenciación del primordio del cerebro.
Si este primordio no se diferencia bien, el sistema nervioso no será capaz de regenerarse de forma correcta. Por tanto, el egr-4 sería un gen imprescindible para la regeneración inicial del cerebro.
Regeneración y sistema nervioso: un vínculo también en planarias
La regeneración de tejidos es un proceso altamente complejo que estudian diversos equipos internacionales en diferentes modelos animales: planaria, pez cebra, tritón, ajolote, Hydra, etc. Desde hace tiempo, la comunidad científica postula que el sistema nervioso podría desempeñar un papel determinante en este proceso de regeneración en animales.
“Es probable que alguna molécula relacionada con el sistema nervioso pueda inducir la proliferación y/o diferenciación de las células durante la regeneración. Esto se conoce como regeneración dependiente de sistema nervioso; pero de momento, en la mayoría de los modelos, solo hay indicios indirectos de ello”, explica Francesc Cebrià.
De forma excepcional, en el caso de los tritones, se ha identificado una molécula secretada por las células de Schwann que podría explicar la participación del sistema nervioso en la regeneración. “Así pues —indica el experto—, los resultados de nuestro estudio sobre planarias describen uno de los primeros genes en estos animales necesario en las fases iniciales de la regeneración del cerebro y para la regeneración de toda la región anterior”.
Cuando el cerebro no regenera bien
El nuevo trabajo refuerza la hipótesis sugerida sobre el papel clave del sistema nervioso en la regeneración en metazoos. Además, define un modelo hipotético donde la regeneración inicial del cerebro sería imprescindible para garantizar la regeneración de toda la región anterior de las planarias. En otras palabras, si el cerebro no se regenera bien, el programa de regeneración global se detiene.
La principal idea del trabajo investigador es que el gen egr-4 es relevante para la diferenciación del primordio del cerebro. Este primordio podría sintetizar una molécula aún desconocida que tendría como función promover o mantener el crecimiento del blastema, que es el tejido nuevo que se está regenerando. Dicho crecimiento dependería de un factor aún desconocido que conectaría regeneración del cerebro y regeneración global.
“Como hemos visto que el gen egr-4 está regulado por la vía de señalización del receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), se abre la puerta a identificar también el factor o los factores que activan esta vía durante la regeneración anterior. En todo caso, y en conclusión, la hipótesis clásica de la dependencia entre regeneración y sistema nervioso también se confirmaría en planarias”, remata Cebrià.
Referencia bibliográfica:
Egr-4, a target of EGFR signaling, is required for the formation of the brain primordia and head regeneration in planarians. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24700819
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