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» » » Claves para entender la transdiferenciación

Referencia: AlphaGalileo.org , 18 de agosto de 2014

¿Cómo puede cambiar una célula especializada su identidad? Un equipo del Instituto de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (CNRS /INSERM /Universidad de Estrasburgo), investigó un ejemplo efectivo y natural del 100% de este fenómeno, que se llama transdiferenciación. Este proceso, por el cual algunas células pierden sus características y adquieren una nueva identidad, podría estar involucrado de manera más general en la regeneración del tejido u órganos de los vertebrados, además de ser una vía de investigación prometedora para la medicina regenerativa. 

Podemos comparar este proceso a las capas de una cebolla. Los factores de transcripción conforman el corazón de la eficiencia del proceso, mientras que los factores epigenéticos forman las capas externas que protegen el mecanismo de los ataques y cambios ambientales. © Copyright: Elodie Legrand y Sophie Jarriault.
Este estudio identifica el papel de los factores epigenéticos implicados en esta conversión, subrayando el carácter dinámico del proceso, y muestra los mecanismos clave para la transdiferenciación efectiva. Este trabajo, realizado en colaboración con el Institut Curie (1), fue publicado el 15 de agosto en Science.

Nuestro cuerpo está constituido por células que adquirieron sus características durante el desarrollo y cumplen una función precisa en cada órgano: a estas células las llamamos ‘diferenciadas’. Generalmente, las células mantienen su especificidad hasta que mueren, pero se ha demostrado que algunas células pueden cambiar de estado y adquirir nuevas funciones. Esto es raro, pero lo hallamos en muchas especies y se llama "transdiferenciación".

El equipo estudió este proceso en C. elegans, un pequeño nematodo transparente, donde una célula rectal se transforma de forma natural en una neurona motora. Este cambio de un tipo de célula a otro se produce sin división celular, por una sucesión de pasos bien definidos que siempre conducen al mismo resultado. Los investigadores estudiaron los factores que hacen que el proceso de conversión sea tan estable.

El equipo ya había dilucidado el papel de varios factores (2) de transcripción en este transdiferenciación. Pero los nuevos resultados han demostrado el papel que juegan los llamados factores "epigenéticos" que pueden modular la expresión génica. Hay dos complejos de proteínas implicadas en este mecanismo. Estas enzimas actúan sobre la histona (3) y cuando una mutación cambia su acción la transdiferenciación se detiene, entonces la célula rectal ya no se transforma en neurona.

Los investigadores observaron que los dos complejos actúan en diferentes etapas y que su papel puede cambiar en función de los factores de transcripción con los que están asociados. Tales hallazgos subrayan la importancia de la cadena de pasos correcta para cada una de estas moléculas: la naturaleza dinámica del mecanismo de transdiferenciación es esencial para su estabilidad.

El respectivo desempeño de los factores genéticos y epigenéticos en los procesos biológicos es un tema muy debatido. Este trabajo muestra cómo cada uno de estos factores actúa en la transdiferenciación: los factores de transcripción manejan el inicio y el progreso mientras que los factores epigenéticos garantizan un resultado constante. El estudio incluso va más allá, demostrando que en condiciones "normales", los factores epigenéticos son incidentales (incluso cuando ellos están ausentes, la conversión se produce con relativa eficiencia), pero son indispensables cuando hay factores de estrés ambientales. Así que tienen un papel fundamental en la maximización de la eficacia del mecanismo, además de asegurar que se mantiene estable frente a las variantes externas.

La transdiferenciación es un fenómeno que ha sido poco estudiado. Puede estar implicado en la regeneración de órganos que se observa en algunos organismos, por ejemplo, los tritones, que pueden reconstruir su cristalino del ojo después de una lesión. Estos resultados traen nueva información clave, para ayudarnos a entender cómo controlar este proceso y abrir así el camino hacia terapias prometedoras, en particular en el campo de la medicina regenerativa.


(1) Unité Génétique et Biologie du Développement (CNRS / INSERM / Institut Curie)
(2) Las proteínas necesarias para la conversión de ADN a ARN.
(3) La proteína del núcleo, alrededor de la cual se enrolla el ADN.
- imagen. Podemos comparar este proceso a las capas de una cebolla. Los factores de transcripción conforman el corazón de la eficiencia del proceso, mientras que los factores epigenéticos forman las capas externas que protegen el mecanismo de los ataques y cambios ambientales. © Copyright: Elodie Legrand y Sophie Jarriault.
- publicación. Sequential Histone Modifying Activities Determines the Robustness of Transdifferentiation; S. Zuryn, A. Ahier, M. Portoso, E. Redhouse White, M.C. Morin, R. Margueron, S. Jarriault; Science; August 15, 2014.
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