Un equipo de investigadores de la Universidad de Barcelona han demostrado el papel fundamental de la proteína JNK durante la regeneración de tejidos en organismos adultos. El estudio ha empleado las planarias, unos gusanos capaces de regenerar cualquier parte de su cuerpo, como modelo de investigación.
Investigadores del Departamento de Genética de la Universidad de Barcelona (UB) y del Instituto de Biomedicina de la UB (IBUB) han demostrado el papel fundamental de la proteína JNK durante la regeneración de tejidos en organismos adultos. El estudio, que se ha publicado en la revista PLOS Genetics, ha empleado las planarias como modelo de investigación.
Las planarias son unos gusanos planos de agua dulce que se han convertido en un modelo clave para el estudio de la regeneración y de las células madre; puesto que pueden regenerar cualquier parte de su cuerpo, incluso la cabeza, en dos semanas. Esta sorprendente plasticidad se basa en la presencia de una población de células madre pluripotentes (neoblastos), capaces de convertirse en cualquier tipo de células del organismo. Sin embargo, los mecanismos que desencadenan esta capacidad de regeneración son todavía bastante desconocidos.
El equipo de la UB se ha centrado en la función de la proteína JNK, una cinasa muy conservada en la escala evolutiva de los metazoos. Hasta ahora, se sabía que esta proteína estaba implicada en el control de la proliferación y la muerte celular, pero se conocía muy poco sobre su papel durante la regeneración de tejidos y órganos.
En el nuevo estudio se han bloqueado las funciones de la proteína mediante la técnica de interferencia de ARN para poder comprobar las diferencias en el organismo cuando la JNK está activada o desactivada.
Tal como explica Teresa Adell, una de las autoras del artículo, "en cualquier organismo, después de una herida o una amputación, hace falta que se active la proliferación celular para generar células nuevas, y también la muerte celular para que los tejidos nuevos y los antiguos queden perfectamente integrados".
El equipo ha descubierto que la JNK es esencial para controlar los dos procesos a la vez: la velocidad del ciclo celular de las células madre y también la activación de la muerte celular. "Creemos que el hecho de que una única proteína controle los dos mecanismos simultáneamente es clave para que las dos respuestas estén coordinadas, y la regeneración se desarrolle de forma controlada", dice Adell.
Tejidos in vitro
La JNK es fundamental también en la capacidad de las planarias de adaptar su medida en función de la alimentación. Estos gusanos se hacen más pequeños en ausencia de nutrientes, y vuelven a la medida original cuando se restablece la alimentación habitual.
El estudio muestra que la JNK actúa como un centro de operaciones para mantener las proporciones del cuerpo y remodelar la medida de los órganos. "En respuesta a la pérdida de tejido, la JNK modula la expresión de los genes, induce la eliminación de las células innecesarias y controla la división celular necesaria de las células madre", indica la investigadora Maria Almuedo, otra de las autoras.
Esta capacidad de regular a la vez la muerte celular y la división de las células madre abre nuevas vías en el campo de la medicina regenerativa, donde uno de los grandes retos es generar y mantener in vitro tejidos y órganos que después puedan ser trasplantados a los pacientes. Estos tejidos se crean a partir de células madre pluripotentes humanas, y una de las dificultades del proceso consiste en conseguir que sean funcionales y proporcionados. La capacidad regenerativa y de remodelaje continuo de las planarias es un referente que puede permitir resolver estas limitaciones.
"Nuestro estudio demuestra que la JNK es un factor clave a la hora de mantener un equilibrio entre la proliferación y la muerte celular en un organismo basado en células madre pluripotentes como las planarias», subraya Emili Saló, catedrático y jefe del Departamento de Genética de la UB. "Por lo tanto —concluye—, la modulación de la actividad de la JNK será un factor más que habrá que tener en cuenta a la hora de optimizar los cultivos de células madre y para el mantenimiento de los órganos funcionales in vitro".
Desregulación y cáncer
La pérdida de la función de la JNK favorece la desregulación de la proliferación y la muerte celular, un proceso que en el campo del cáncer se ha relacionado con la generación de procesos tumorales. El nuevo estudio matiza esta vinculación entre desregulación de la JNK y cáncer y lo enmarca en un proceso más complejo.
"Nuestros resultados demuestran que la inhibición de la actividad de la JNK en las planarias no induce tumores. Este resultado indicaría que el papel de la JNK como agente carcinogénico no sería de forma única y suficiente, sino que los tumores se originan por la alteración de múltiples vías de señalización a la vez», explica Teresa Adell. El estudio de la relación de la JNK con otras vías de señalización en los procesos tumorales es una de las futuras vías de investigación de este grupo de investigación de la UB.
El trabajo ha sido coordinado por Emili Saló y Teresa Adell, profesores del Departamento de Genética de la UB, y es parte de la tesis doctoral de la investigadora Maria Almuedo Castillo, de la UB. También han participado en la investigación expertos del Instituto Max Planck de Biomedicina Molecular (Münster) y de la Universidad de Münster (Alemania).
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