Científics de l'IRB Barcelona descobreixen un gen crític per al desenvolupament de la placenta

Els embrions de ratolí desenvolupats sense TLK2 són aparentment normals morfològicament però són més petits que els embrions control. (S. Segura-Bayona, IRB Barcelona)

El treball revela per primera vegada el paper fonamental del gen TLK2 en el desenvolupament embrionari de ratolins.

L'estudi ratifica un rol important tant per TLK1 com per TLK2 per a l'estabilitat genòmica.

Un estudi genòmic massiu amb discapacitats intel·lectuals desenvolupat a Holanda ha assenyalat mutacions en el gen TLK2.

La placenta és un òrgan efímer que relaciona l'embrió en desenvolupament amb la mare, que procura necessitats de respiració, nutrició i expulsió del fetus. Científics de l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) revelen per primera vegada que el gen TLK2 és indispensable per al desenvolupament de la placenta i la viabilitat de l'embrió, en ratolins. Els resultats es publiquen avui a la revista del grup Nature, Cell Death and Differentiation.

Tot i les diferències entre el desenvolupament embrionari de ratolins i humans, aquesta troballa podria ser de rellevància biomèdica. Dades clíniques recents obtingudes d'un anàlisi genòmic massiu desenvolupat a Holanda amb discapacitats intel·lectuals, va detectar mutacions en 10 nous gens dels pacients, entre els quals s'inclou TLK2.

Travis H. Stracker, científic de l'IRB Barcelona i líder de l'estudi, explica que "especulem que en humans les mutacions en el gen TLK2 poden resultar en disfuncionalitat de la placenta durant el desenvolupament embrionari- per exemple, perquè no arribi prou oxigen - i causi desordres neurològics."

En ratolins sense TLK2, l'embrió és més petit però els investigadors no observen defectes morfològics, i la placenta també és més petita. Són els errors en la placenta la causa de la mort de l'embrió als 15 dies dels 20 de gestació. Els científics detecten una reducció en l'expressió de gens importants per a la proliferació o supervivència de trofoblasts -grup de cèl·lules especialitzades que proveeix nutrients a l'embrió- amb efectes en la funcionalitat de la placenta.

Dispensable en adults

En aquest mateix treball, els científics també revelen que TLK2 és, en canvi, totalment dispensable en ratolins adults. La seva funció la supleix el seu gen "bessó", TLK1. L'absència d'un o altre gen es compensa per la presència de l'altre, i els animals són aparentment normals, gaudeixen de bona salut i tenen la mateixa esperança de vida.

"Només quan eliminem els dos gens alhora veiem problemes d'inestabilitat genòmica, segregació de cromosomes i complicacions d'aquest tipus", resumeix l'estudiant de doctorat de "la Caixa" a l'IRB Barcelona, ​​Sandra Segura-Bayona, primera autora de l'estudi juntament amb l'investigador postdoctoral Philip Knobel i l'ex-estudiant Helena González Burón, que va iniciar aquest estudi també amb una beca de "la Caixa" el 2011 i els resultats de la seva tesi també s'inclouen en aquest article.

Els investigadors conclouen que ambdós gens mantenen la integritat genòmica i la viabilitat cel·lular i que les seves funcions en adults són redundants.

TLK1 i TLK2 en càncer

En l'apartat del càncer, se sap que TLK2 està augmentat en un subtipus de tumor de mama i que aquest augment està implicat en la progressió del càncer. A més, és conegut que tant TLK1 com TLK2 estan involucrats en la proliferació cel·lular i que probablement aquesta activitat és necessària per a la progressió de les cèl·lules tumorals. En base a aquest coneixement, s'especula que tant TLK1 com TLK2 podrien ser diana de teràpies anticàncer.

Per tal d'avançar en aquesta línia, el laboratori de Travis H. Stracker, dedicat a estudiar la relació entre Inestabilitat Genòmica i Càncer, està posant a punt inhibidors de TLK1 i TLK2 per estudiar les funcions d'aquests gens en models animals de càncer.

El treball publicat avui s'ha fet en col·laboració amb investigadors de la Universitat d'Utrecht a Holanda, del Princess Margaret Cancer Center de Toronto, al Canadà, i de la Universitat de Copenhague, a Dinamarca. El treball ha rebut finançament del Ministeri d'Economia i Competitivitat a través de fons europeus Feder.

 

Article de referència:

Sandra Segura-Bayona, Philip A Knobel, Helena González-Burón, Sameh A Youssef, Aida Peña-Blanco, Étienne Coyaud, Teresa López-Rovira, Katrin Rein, Lluís Palenzuela, Julien Colombelli, Stephen Forrow, Brian Raught, Anja Groth, Alain de Bruin, and Travis H Stracker

Differential requirement for Tousled-like kinases 1 and 2 in mammalian development

Cell Death and Differentiation (2017): doi: 10.1038/cdd.2017.108

 

Sobre l’IRB Barcelona
Creat el 2005 per la Generalitat de Catalunya i la Universitat de Barcelona, l'IRB Barcelona és Centre d'Excel·lència Severo Ochoa des de 2011. L’objectiu de l’IRB Barcelona és fer recerca d'excel·lència en biomedicina i millorar la qualitat de vida de les persones i, en paral·lel, potenciar la formació de talent, la transferència tecnològica i la comunicació social de la ciència. Els 25 laboratoris i set plataformes tecnològiques treballen per respondre a preguntes bàsiques en biologia i orientades a malalties com ara el càncer, la metàstasi, l’Alzheimer, la diabetis i malalties rares. És un centre internacional que acull al voltants de 400 treballadors de 32 nacionalitats. Està ubicat en el Parc Científic de Barcelona. L’IRB Barcelona forma part del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) i la xarxa de Centres de Recerca de Catalunya (CERCA).