Images
- L’aneuploidia, la presència d’un nombre incorrecte de cromosomes, és freqüent en el desenvolupament normal dels embrions humans i és la causa principal dels avortaments espontanis.
- Un equip científic de l’IRB Barcelona desenvolupa una eina genètica per crear aneuploidies a la carta i analitzar-ne l’impacte durant el desenvolupament.
- L’estudi, publicat a Cell Genomics, mostra que les cèl·lules aneuploides són eliminades activament per les cèl·lules veïnes mitjançant competència cel·lular.
- Aquests mecanismes podrien estar implicats en l’eliminació de cèl·lules aneuploides durant les primeres etapes del desenvolupament humà.
Més del 80 % dels embrions humans en estadis primerencs contenen cèl·lules amb un nombre incorrecte de cromosomes, un fenomen conegut com a aneuploidia, derivat d’un repartiment erroni dels cromosomes durant les primeres divisions cel·lulars. Sorprenentment, aquests errors desapareixen abans de la implantació, i quan no s’eliminen correctament, l’aneuploidia pot causar avortaments. Entendre com es determina quines cèl·lules sobreviuen i quines no és clau per comprendre la fertilitat, i podria tenir implicacions en malalties com el càncer.
Un equip de l’IRB Barcelona liderat pel Dr. Marco Milán ha desenvolupat una eina que genera aneuploidies a la carta i marca amb precisió les cèl·lules portadores dins d’un teixit viu, oferint una finestra sense precedents per observar el comportament d’aquestes cèl·lules en temps real.
El mètode, publicat a la revista Cell Genomics, funciona com unes “tisores moleculars” que permeten modificar el nombre de còpies de grans regions del genoma, generant tant monosomies (una sola còpia) com trisomies (tres còpies). “Podem seleccionar quin fragment del genoma volem alterar i veure immediatament com responen les cèl·lules”, explica el Dr. Milán, investigador ICREA de l’IRB Barcelona. L’eina s’ha provat en teixits epitelials de la mosca Drosophila.
Les principals conclusions del treball són, d’una banda, la presència al genoma d’un elevat nombre de gens haploinsuficients —gens que, amb una sola còpia, debiliten el creixement i la supervivència de les cèl·lules monosòmiques— i, d’altra banda, que la seva eliminació pot accelerar-se per competència cel·lular amb veïnes més aptes. L’eliminació de les cèl·lules aneuploides, per tant, depèn tant del dèficit genètic intern com de l’entorn.
Quan "falta una còpia del manual d’instruccions"
Les cèl·lules monosòmiques perden una de les dues dosis cromosòmiques de desenes o centenars de gens clau. Molts d’aquests gens són haploinsuficients, és a dir, amb una sola còpia ja no produeixen prou proteïna per mantenir la maquinària cel·lular funcionant correctament.
Entre els gens haploinsuficients més coneguts hi ha els que codifiquen per a proteïnes ribosomals, peces bàsiques de la fàbrica de proteïnes. Quan una cèl·lula redueix sobtadament la quantitat d’una subunitat ribosomal, tota la producció es desaccelera i augmenta l’estrès. Aquest dèficit la converteix en una “jugadora dèbil” dins del teixit. Gràcies a un dels dos sistemes desenvolupats en aquest treball, que permet generar cèl·lules monosòmiques en un teixit normal, s’ha demostrat que el genoma conté molts altres gens haploinsuficients més enllà dels que codifiquen per a proteïnes ribosomals, i que les cèl·lules monosòmiques són eliminades mitjançant diferents mecanismes moleculars de competència cel·lular.
Competència cel·lular
Els experiments mostren que les cèl·lules monosòmiques creixen més lentament, però el seu destí final el determinen les cèl·lules del seu entorn. Gràcies al segon sistema desenvolupat en el treball, que permet generar cèl·lules monosòmiques i trisòmiques alhora dins del mateix teixit, es va veure que les cèl·lules trisòmiques poden accelerar l’eliminació de les monosòmiques. “Vam descobrir que les cèl·lules ‘més aptes’ empenyen literalment les aneuploides cap a l’apoptosi; si les deixem soles, poden sobreviure”, detalla la Dra. Elena Fusari, primera autora de l’estudi i beneficiària d’una beca de “la Caixa”.
Els resultats apunten que la interacció entre cèl·lules és tan important com l’aneuploidia, una idea que obre la porta a teràpies que modifiquin el veïnatge cel·lular per forçar l’eliminació de clones patològics.
Conseqüències per a la fertilitat i l’oncologia
Recrear aquest duel cel·lular ajuda a explicar per què els embrions amb alts nivells d’aneuploidia sovint es descarten als laboratoris de fecundació in vitro. “En el camp de la fecundació assistida s’està començant a replantejar alguns criteris de selecció, perquè sembla que l’embrió mateix pot eliminar les cèl·lules problemàtiques”, apunta la Dra. Fusari. Alhora, entendre les “regles” de la competència cel·lular entre cèl·lules aneuploides obre vies per dissenyar teràpies que eliminin les cèl·lules canceroses, que també solen ser aneuploides, d’un teixit sa.
Propers passos
Amb l’eina desenvolupada, l’equip científic durà a terme una cerca exhaustiva de totes les regions haploinsuficients del genoma de Drosophila. “L’objectiu és mapar quins gens activen les alarmes de competència i com podem modular aquesta resposta”, conclou el Dr. Milán. A llarg termini, aquest coneixement podria servir per augmentar l’índex d’èxit dels tractaments de reproducció assistida i per desenvolupar fàrmacs que ataquin l’aneuploidia, característica de molts tumors.
L’estudi ha comptat amb el suport de la Fundació “la Caixa”, el Ministeri de Ciència i Innovació, fons europeus FEDER i la Generalitat de Catalunya a través del programa CERCA.
Article de referència:
Depletion of aneuploid cells is shaped by cell-to-cell interactions
Elena Fusari, Mariana Muzzopappa, Juliette Gracia and Marco Milán
Cell Genomics (2025) DOI:
IRB Barcelona
L’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) treballa per aconseguir una vida lliure de malalties. Desenvolupa una recerca multidisciplinària d’excel·lència per curar el càncer i altres malalties vinculades a l'envelliment. Treballa establint col·laboracions amb la indústria farmacèutica i els principals hospitals per fer arribar els resultats de la recerca a la societat a través de la transferència de tecnologia, i du a terme diferents iniciatives de divulgació científica per mantenir un diàleg obert amb la ciutadania. L’IRB Barcelona és un centre internacional que acull al voltant de 400 investigadors de més de 30 nacionalitats. Reconegut com a Centre d'Excel·lència Severo Ochoa des de 2011, és un centre CERCA i membre del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
