Proteger a las células de sus vecinas

Sección de la parte posterior de un embrión de Drosophila con células somáticas (rojo) y germinales (verde). En la izq., la situación es correcta. en la dcha., las células quedan afectadas cuando no actúa el mecanismo de protección. Imagen: J. Casanova
Sección de la parte posterior de un embrión de Drosophila con células somáticas (rojo) y germinales (verde). En la izq., la situación es correcta. en la dcha., las células quedan afectadas cuando no actúa el mecanismo de protección. Imagen: J. Casanova

Un equipo del IRB Barcelona descubre el mecanismo que favorece la correcta separación entre las células germinales -futuros óvulos y espermatozoides-, del resto de células durante el desarrollo embrionario.

Casi todos los organismos evolucionan a partir de una única célula, un huevo fertilizado. En las primeras horas, se toma una decisión que marcará el futuro desarrollo. Se trata de la separación de las células que se convertirán en espermatozoides y ovocitos, es decir, en línea germinal, del resto de células, que formarán el cuerpo –órganos y tejidos-, y que componen la línea somática. Investigadores del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) liderados por Jordi Casanova, profesor de investigación del CSIC, han hallado el mecanismo que protege a las células somáticas de verse perjudicadas por un proceso específico de las células germinales. Cuando el mecanismo falla, el embrión muere. El hallazgo obtenido en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, podría ser universal para todos los organismos. La investigación se publica hoy en la edición digital avanzada de EMBO Reports.

En las primeras horas de vida de un embrión, las células del huevo tienen una gran actividad de transcripción de genes para iniciar el desarrollo; todas, excepto las células germinales que están totalmente inertes, reprimidas. Su ADN pasará de padres a hijos, por lo que es conveniente protegerlo de posibles mutaciones en un momento en que hay mucha acción a su alrededor. El silencio lo dicta un mecanismo de represión –descrito en trabajos anteriores-, que mantiene inactivo únicamente el genoma de células germinales, pero cuya señal alcanza también a células somáticas vecinas. Los investigadores han descubierto que las más cercanas a las germinales tienen un mecanismo de protección que combate la señal de silencio. Casanova pone en contexto el estudio explicando que "es fundamental ir revelando los actores y mecanismos moleculares que intervienen en la represión y activación de los genomas de las distintas especies en distintos momentos del desarrollo porque los fallos en estos mecanismos están en la base de muchas enfermedades, como por ejemplo, en ciertos tipos de cáncer".

De la mosca a los humanos

El mecanismo de protección se ha descubierto en Drosophila melanogaster, un modelo animal muy usado en desarrollo celular embrionario para descubrir genes y mecanismos moleculares universales. "La mayoría de procesos que se describen en la mosca tienen una correspondencia en otros organismos. Dado que la represión de la transcripción en células germinales es general en todos los organismos donde se ha estudiado, proponemos que el mecanismo antagonista que protege también es universal", dice Casanova.

Precisamente en Drosophila se describió en los años 60, un fenotipo denominado de “pole hole” (agujero en el polo). Los embriones, que no prosperaban, mostraban una cavidad en uno de los polos del huevo donde faltaban células. "Se intuía que era un problema relacionado con la línea germinal pero se desconocía la causa. Ahora sabemos que en ausencia del mecanismo de protección, las células somáticas bajo la influencia de las células germinales, no pueden transcribir bien y mueren", explica Casanova.

El trabajo ha contado con la colaboración de los grupos de Ruth Lehmann y Rui Gonçalo Martinho de la New York University School of Medicine y del Instituto Gulbenkian de Ciência, de Portugal, respectivamente.

Artículo de referencia
A functional antagonism between the pgc germline repressor and torso in the development of somatic cells.
José Manuel de las Heras, Rui Gonçalo Martinho, Ruth Lehmann and Jordi Casanova.
EMBO Reports (2009) doi:10.1038/embor.2009.128