Troben funcions clau de CEP63 en desenvolupament cerebral i fertilitat

La manca de CEP63 incrementa la mort de cèl·lules mare en un cervell de ratolí en desenvolupament. La imatge de la dreta mostra en violeta cèl·lules mare en mort cel·lular. Els ratolins neixen amb microcefàlia, característica del Síndrome de Seckel (Berta
La manca de CEP63 incrementa la mort de cèl·lules mare en un cervell de ratolí en desenvolupament. La imatge de la dreta mostra en violeta cèl·lules mare en mort cel·lular. Els ratolins neixen amb microcefàlia, característica del Síndrome de Seckel (Berta

Investigadors de l’IRB Barcelona estudien CEP63, un gen mutat en la Síndrome de Seckel, una malaltia rara que provoca microcefàlia i problemes de creixement.

La proteïna CEP63 és fonamental per a la correcta divisió de les cèl·lules mare del cervell. Sense ella, els ratolins reprodueixen la malaltia.

Els científics van revertir la microcefàlia durant el desenvolupament embrionari dels ratolins eliminant la proteïna que provocava la pèrdua de cèl·lules mare.

A més, els ratolins mascle sense CEP63 pateixen d’infertilitat. La relació d’aquesta proteïna amb la producció d’esperma és totalment nova.

Investigadors de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) ofereixen a la revista Nature Communications detalls moleculars de la Síndrome de Seckel, una malaltia de les anomenades rares que provoca microcefàlia, o dimensions reduïdes del cervell, i retards en el creixement. En un treball conjunt de Travis Stracker i Jens Lüders, ambdós científics de l’IRB Barcelona, s’assenyala que la proteïna CEP63 té una funció clau durant el desenvolupament del cervell, ja que intervé en la correcta divisió de les cèl·lules mare cerebrals. A més, els investigadors han descobert que CEP63 està relacionada amb la producció d’esperma, una funció desconeguda fins ara.

Reverteixen la microcefàlia en ratolins

La microcefàlia a dia d’avui no té tractament. Aquesta deficiència en el creixement del cervell està present a diverses patologies del neurodesenvolupament, entre les quals la Síndrome de Seckel. “Hi ha tests de diagnòstic durant l’embaràs per a algunes d’aquestes patologies però, més enllà de la detecció prematura, les opcions dels progenitors es redueixen a dues, avortar o seguir endavant coneixent el desenllaç”, explica el científic nord-americà Travis Stracker, de l’IRB Barcelona. “La nostra recerca obre la via a explorar propostes terapèutiques per a la microcefàlia a través d’un tractament que inhabilitaria la proteïna p53”, avança el líder del laboratori d’Inestabilitat genòmica i càncer a l’IRB Barcelona.

Els científics descriuen que aquesta proteïna activa la mort de les cèl·lules mare del cervell. Això es degut a que les cèl·lules sense CEP63 retarden la divisió cel·lular, pel que entren en mort cel·lular programada a través de p53. “La mort cel·lular que es produeix per mutacions de CEP63 és la principal causa dels defectes al cervell. Quan evitem la mort cel·lular eliminant p53 dels embrions en desenvolupament aconseguim que el cervell es desenvolupi fins la seva mida normal”, explica Jens Lüders, líder del Laboratori d’Organització Microtubular.

Aquest descobriment obre la via a estudiar si inhibidors de p53 podrien ser la base d’un futur tractament per prevenir la microcefàlia. “És aviat per dir que tenim una proposta de tractament en humans perquè estem en una primera fase de descobriments. A més, un cervell de mida normal no significa que sigui un cervell funcional”, adverteixen els investigadors. “El nostre següent objectiu és testar en aquests mateixos models de ratolí inhibidors de p53 que estan disponibles i caracteritzar i analitzar els efectes a llarg termini. A més, inhibir p53 pot ser perniciós perquè compleix també altres funcions necessàries per a que l’embrió es desenvolupi correctament”, afegeixen.

Infertilitat

Un altre detall proporcionat per l’estudi és que CEP63 està relacionada amb la fertilitat dels ratolins mascle. Els científics han descobert que aquesta proteïna intervé en la generació d’esperma i que sense ella els ratolins pateixen d’infertilitat severa. “Sabem que  sense CEP63 hi ha problemes durant la meiosi, una forma especialitzada de divisió cel·lular necessària perquè les cèl·lules germinals masculines produeixin esperma”, explica Stracker. “És un resultat interesant perquè en molts casos els problemes de fertilitat no es coneixen massa bé i l’estudi ens dóna un nou angle molecular on mirar”, diu Lüders.

L’estudi ha estat finançat pel Pla Nacional del Ministeri d’Economia i Competitivitat i pel programa de la Unió Europea Marie Curie Actions, a través d’una beca postdoctoral al científic Marko Marjanović, primer autor de l’estudi.

Article de referència:

CEP63 deficiency promotes p53 dependent microcephaly and reveals a role for the centrosome in meiotic recombination

Marko Marjanović, Carlos Sánchez-Huertas, Berta Terré, Rocío Gómez, Jan Frederik Scheel, Sarai Pacheco, Philip A. Knobel, Ana Martínez-Marchal, Suvi Aivio, Lluis Palenzuela, Uwe Wolfrum, Peter J. McKinnon, José A. Suja, Ignasi Roig, Vincenzo Costanzo, Jens Lüders, and Travis H. Stracker

Nature Communications (July 2015): DOI: 10.1038/ncomms8676