Los resultados de esta investigación se han presentado en el Congreso de la Sociedad Americana para la Medicina Reproductiva (ASRM), celebrada en California, Estados Unidos, por el director de la Fundación IVI, Nicolás Garrido, supervisor del estudio.

Según el IVI, los avances en el ámbito de la medicina reproductiva son constantes, y permiten ofrecer a los pacientes cada vez mejores resultados en sus procesos, pero suelen enfocarse mayoritariamente en el factor femenino, y la infertilidad también afecta a los hombres.

Hasta ahora, la información bioquímica de los espermatozoides únicamente se había estudiado mediante técnicas invasivas. Gracias a este trabajo, se puede asociar de manera inocua un DNI único e inequívoco al espermatozoide y reconocerlo entre otros espermatozoides.

Ahora se puede saber los espermatozoides que llegan a blastocisto y así seleccionar los que presenten un perfil más adecuado, mejorando, en última instancia, los resultados de los tratamientos, ha explicado.

Se ha presentado otro estudio que da un paso más en los resultados alcanzados mediante esta disciplina y permite predecir la capacidad de un embrión desvitrificado para dar lugar a un bebé.

El coordinador del estudio, Marcos Meseguer, ha afirmado que durante los cinco años de estudio y aplicación de la Inteligencia Artificial a la selección embrionaria se han alcanzado resultados esperanzadores. Según este avance, en vez de introducir el embrión en una incubadora convencional para esperar el momento de transferirlo al útero materno tras su desvitrificación, como se hace generalmente, se coloca en el incubador cinematográfico EmbryoScope.

De esta manera, se obtiene una película del desarrollo embrionario que muestra cómo varía de aspecto el embrión durante las 4 horas en que permanece en la incubadora, y así han averiguado que, en función del comportamiento del embrión al descongelarse, se pueden conocer sus posibilidades de implantación mediante un algoritmo de IA de evaluación de su desarrollo durante este tiempo previo a su transferencia.

Con ello se mejora la capacidad diagnóstica y aumenta el grado de precisión a la hora de confirmar con mayor certidumbre las posibilidades de implantar que presenta cada embrión.

Las reticencias de los pacientes a la hora de realizarse un tratamiento con óvulos donados han sido y siguen siendo una constante en las consultas de reproducción asistida, según el IVI, de ahí que en los últimos años el instituto ha iniciado varias líneas de investigación respecto al ‘diálogo que se produce entre el embrión y su madre gestante, más allá de la genética’.

La epigenética demuestra que el ambiente uterino influye en gran medida en las primeras etapas del desarrollo embrionario, necesarias para que se produzca una correcta implantación y se lleve a cabo un embarazo a término, ha señalado Hortensia Ferrero, investigadora de la Fundación IVI.

Este es el punto de partida de un trabajo que ha sido premiado en el Congreso y cuyo objetivo es demostrar que el endometrio materno se comunica con el embrión antes de que este implante y dicha comunicación está implicada en procesos que participan en la receptividad del endometrio y desarrollo embrionario, necesarios para que se produzca una exitosa implantación.

‘Nuestros datos sugieren que el endometrio materno secreta vesículas que contienen micro reguladores de expresión génica (miRNA) que son internalizados por el embrión y modulan los procesos biológicos implicados en la implantación y el desarrollo temprano de este. Estos miRNA podrían ser indicadores de implantación, incluso ser útiles para mejorar las tasas de éxito de los tratamientos reproductivos’, añade.

octubre 27/2022 (EFE) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

La formación de los distintos sistemas, órganos y sentidos del ser humanos sigue siendo, en muchas ocasiones, una de las grandes incógnitas de la ciencia que, no obstante, empieza a ser desvelada en los últimos años.

Los hallazgos están permitiendo no solo ahondar en su actividad aislada, sino que, además, puede ofrecer respuestas en cuanto al potencial papel que cumple su interacción, sin olvidar respuestas relacionadas con el desarrollo de algunos defectos en su desarrollo.

En los que refiere a la vista y al tacto, una reciente investigación realizada en modelo animal ha comprobado que en el embrión, los circuitos del tacto y la vista no son independientes, sino que están entremezclados, datos muy interesantes para conocer más sobre el desarrollo de la corteza cerebral y sus distintas áreas funcionales.

Según los datos, que publica Science, en etapas embrionarias, los estímulos táctiles activan simultáneamente las vías neurales, táctiles y visuales. Poco después del nacimiento, ambas vías se reorganizan para permitir el procesamiento separado del tacto y la visión.

«Las ondas de actividad emitidas por la retina alrededor del nacimiento impulsan la separación del tacto y la vista, separación que ocurre en una estructura cerebral llamada colículo superior que actúa como distribuidor de circuitos o vías neurales. Cualquier retraso en el desarrollo de esta separación provoca una incorrecta organización de los circuitos visuales que se mantiene en la vida adulta», según Guillermina López Bendito, del Instituto de Neurociencias de la Universidad Miguel Hernández (UHM-CSIC), en Elche, Alicante, y coordinadora de la investigación.

Unión y separación 

Este nuevo estudio demuestra en ratones que los circuitos del tacto y la vista no son independientes en el embrión, sino que están entremezclados. Es al nacer cuando estos circuitos se separan y las respuestas a los estímulos sensoriales se independizan.

Trabajos previos del Laboratorio de López Bendito demostraron que los estímulos táctiles activan circuitos cerebrales diseñados para procesar este tipo de información antes del nacimiento. Pero, faltaba por determinar si lo hacen de forma independiente o si hay una superposición temporal con otros sentidos.

El nuevo trabajo «proporciona datos fascinantes sobre cómo se segregan los sentidos en los primeros días de vida», señala López Bendito.

Teresa Guillamón Vivancos, directora del trabajo de la citada institución, también subraya que por primera vez ‘in vivo’ en ratones se ha observado que durante el desarrollo embrionario un estímulo táctil no solo desencadena la respuesta esperada en la corteza somatosensorial primaria, una de las áreas del cerebro que se ocupa del sentido del tacto. «Sorprendentemente, también da lugar a una respuesta en la corteza visual primaria de ambos hemisferios».

La neurocientífica explica que esta respuesta multimodal se ha observado en embriones de ratón analizados el último día de gestación, pero desapareció con el nacimiento. Posteriormente, se comprobó si la desaparición de esta respuesta multimodal podría estar relacionada con la llegada de señales de la retina a la corteza cerebral y otras estructuras cerebrales. «Los datos muestran que los circuitos somatosensoriales y visuales no se secretan por defecto, sino que requieren la llegada de ondas de actividad desde la retina para hacerlo».

En el trabajo se explica que haciendo un símil ferroviario, al nacer los sentidos se separan en el colículo superior, siguiendo caminos diferentes. El cambio de vía, lo facilitan las ondas de actividad de la retina, que actúan como vías férreas que dirigen los estímulos de cada modalidad sensorial a la corteza correspondiente, para que podamos percibirlos por separado.

De hecho, el bloqueo de estas ondas retinianas prolonga la configuración multimodal o entremezclada de los sentidos después del nacimiento, lo que da como resultado que el colículo superior retenga una identidad mixta táctil-visual y surjan defectos en la organización espacial del sistema visual.

Esta investigación promueve la comprensión de la función de las ondas de actividad de la retina al revelar su papel decisivo en la adquisición de la especificidad de la modalidad sensorial, ampliando el papel clásico conocido en el refinamiento posnatal de los circuitos visuales.

Otra contribución importante se relaciona con el hallazgo de una ventana temporal limitada para la segregación de los sistemas visual y somatosensorial; así, cualquier retraso en esta segregación dará lugar a cambios duraderos en la organización de los circuitos visuales.

Perspectiva ortogenética

López Bendito considera que los hallazgos resaltan la perspectiva ortogenética, donde el colículo superior ejerce un control maestro durante las primeras etapas del desarrollo del organismo sobre la especificación cortical y la configuración de los circuitos visuales.

«Una comprensión más profunda del desarrollo funcional de las estructuras filogenéticamente antiguas es crucial para entender cómo se forma la corteza cerebral y especifica sus áreas funcionales».

agosto 21/2022 (Diario Médico)

Referencia

Moreno-Juan, V., Aníbal-Martínez, M., Herrero-Navarro, Á., Valdeolmillos, M., Martini, F. J., & López-Bendito, G. (2022). Spontaneous thalamic activity modulates the cortical innervation of the primary visual nucleus of the thalamus. bioRxiv, 2020-11.

La columna vertebral es la estructura central de soporte del esqueleto. No solo proporciona fijación para los músculos, sino que también protege la médula espinal y las raíces nerviosas. Se sabe que los defectos en su desarrollo causan enfermedades hereditarias raras.

Investigadores del grupo de Miki Ebisuya del EMBL Barcelona han creado un modelo 3D in vitro que imita cómo se forman las estructuras precursoras que dan lugar a la columna vertebral durante el desarrollo embrionario humano. La columna vertebral consta de 33 vértebras, que se forman a partir de pares de estructuras precursoras llamadas somitas. Estas también dan lugar a las costillas y a los músculos del esqueleto.

La columna vertebral consta de 33 vértebras, que se forman a partir de pares de estructuras precursoras llamadas somitas

Para garantizar la correcta formación de los somitas, su desarrollo está estrechamente regulado y cada par surge en un momento determinado. Este proceso está controlado por el reloj de segmentación, que es un grupo de genes que genera ondas oscilantes, cada una de las cuales da lugar a un nuevo par de somitas.

“Por primera vez, hemos podido crear en el laboratorio pares periódicos de somitas maduros humanos vinculadas al reloj de segmentación”, afirma Marina Sanaki-Matsumiya, primera autora del estudio publicado en Nature Communications.

Con este método, los investigadores desarrollaron un modelo 3D in vitro de formación de somitas humanos, también conocido como somitogénesis.

Formación de somitoides

El equipo cultivó células madre humanas pluripotentes inducidas (hiPSC por sus siglas en inglés) con un cóctel de moléculas de señalización que impulsan la diferenciación celular.

El correcto desarrollo de los somitas está regulado por el reloj de segmentación, un grupo de genes que crea ondas oscilantes.

Tres días después, los grupos de células comenzaron a alargarse y a crear ejes anteriores (arriba) y posteriores (abajo). En ese momento, los científicos añadieron una mezcla de proteínas que es crucial para varios procesos del desarrollo, conocida como Matrigel, al cultivo. Este proceso condujo a la formación de somitoides, que serían los equivalentes in vitro de las estructuras precursoras de los somitas humanos.

Para comprobar si el reloj de segmentación regula la somitogénesis en estos somitoides, los investigadores controlaron los patrones de expresión de HES7, el gen central implicado en el proceso. Encontraron claras evidencias de oscilaciones, especialmente cuando la somitogénesis estaba a punto de comenzar. Los somitas que se formaron también presentaban marcadores de epitelización, un paso importante en su maduración.

El tamaño del somita importa 

El grupo de investigación liderado por Miki Ebisuya estudia cómo y por qué los humanos somos diferentes de otras especies en lo que respecta al desarrollo embrionario. Uno de los sistemas modelo de diferencias entre especies que utilizan es el reloj de segmentación. En 2020, el equipo descubrió que el periodo de oscilación del reloj de segmentación humano es más largo que el del ratón.

El estudio actual también muestra una relación entre el tamaño de los somitas y el reloj de segmentación. “Los somitoides que creamos, independientemente del número de células iniciales, tenían un tamaño de somita que era constante. No aumentaba, aunque lo hiciera el número de células iniciales”, explica Sanaki-Matsumiya.

Los somitoides que creamos, independientemente del número de células iniciales, tenían un tamaño de somita que era constante. No aumentaba aunque lo hiciera el número de células iniciales, explica Marina Sanaki-Matsumiya, primera autora del estudio

“Esto sugiere que los somitas tienen un tamaño preferido, que podría estar determinado por las interacciones locales célula-célula, el reloj de segmentación u otros mecanismos”.

Para profundizar en el estudio, Ebisuya y su grupo planean ahora cultivar somitoides de diferentes especies y compararlos. Los investigadores están trabajando con varias especies de mamíferos, como conejos, bovinos y rinocerontes, creando un ‘zoo de células madre’ en el laboratorio.

“Nuestro próximo proyecto se centrará en crear somitoides de diferentes especies, medir su proliferación celular y la velocidad de migración de las células para establecer qué y cómo la somitogénesis es diferente entre las especies”, concluye Ebisuya.

mayo 02/2022 (SINC)

Referencia:

Sanaki-Matsumiya et al. (2022) “Periodic formation of epithelial somites from human pluripotent stem cells”. Nature Communications.

KRAS es uno de los primeros oncogenes descubiertos y el que con más frecuencia se encuentra mutado en humanos; y está implicado en la cuarta parte de los tumores. Por ello, el desarrollo de fármacos que inhiban su acción es un campo de investigación muy activo, pero en el que es complicado conseguir resultados.

No obstante, la Administración de Alimentos y Medicamentos estadounidense (FDA) acaba de aprobar el primer compuesto, conocido como sotorasib.

El oncogén KRAS ordena la síntesis de dos proteínas, KRAS4A y KRAS4B, cuyos niveles pueden variar en función del órgano y de la etapa del desarrollo embrionario. Cuando KRAS adquiere una mutación, se activan las dos proteínas –llamadas isoformas porque son producto del mismo gen–, siendo KRAS4B la que más se expresa en los tumores y, por tanto, en la que más se han centrado los estudios científicos con el objetivo de desarrollar estrategias que permitan su inhibición.

KRAS es el oncogén que se encuentra mutado en humanos con más frecuencia. El desarrollo de fármacos que inhiban su acción es un campo muy activo, pero en el que es complicado conseguir resultados

Sin embargo, los investigadores del Grupo de Oncología Experimental del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), liderado por Mariano Barbacid, decidieron estudiar cada isoforma por separado para así entender las funciones que desempeñan individualmente. “La relevancia biológica de la expresión de las dos isoformas intriga a los especialistas desde hace décadas”, explican los autores de este trabajo, publicado en revista científica PNAS.

Implicaciones de KRAS en el desarrollo embrionario

Esta investigación ha revelado que la forma mutada de KRAS4A (KRAS4AG12V) también es oncogénica, y con una actividad mayor a la de KRAS4B, lo que los autores han descrito como “una sorpresa”.

“Hallamos que la proteína KRAS4AG12V por sí sola, en ausencia de KRAS4B, es capaz de promover la formación de tumores en el pulmón e inducir metástasis en el 20 % de los casos”, escriben. Por tanto, “estos resultados sugieren que los tratamientos frente al oncogén KRAS solo serán efectivos si se actúa sobre ambas isoformas”, añaden los expertos.

Para llegar a esa conclusión, los investigadores diseñaron dos modelos de ratón genéticamente modificados que carecen de KRAS4B, y expresan únicamente la proteína KRAS4A, bien en su forma sana o con la mutación.

Por último, el trabajo analiza el papel de ambas isoformas en el desarrollo embrionario y revela que la isoforma KRAS4B “es esencial en el desarrollo posnatal, ya que su ausencia origina importantes alteraciones cardiacas que impiden el crecimiento del ratón”.

julio 28/2021 (SINC)

Referencia:

Salmón et al. “KRAS4A induces metastatic lung adenocarcinomas in vivo in the absence of the KRAS4B isoform”. PNAS,  2021. DOI: 10.1073/pnas.2023112118

En biología, el término quimera se refiere a aquellos animales generados al mezclar células embrionarias de dos individuos distintos, de la misma o distinta especie. En los últimos años, la formación de quimeras interespecie ha supuesto una estrategia prometedora para diversas aplicaciones de medicina regenerativa, incluida la generación de órganos y tejidos para trasplantes.

Ahora, científicos de China y Estados Unidos han inyectado células madre humanas en embriones de primates y han podido cultivar estos embriones quiméricos durante un periodo de tiempo considerable: hasta 20 días. El trabajo, publicado en la revista Cell, tiene implicaciones para el desarrollo de nuevos modelos de biología y enfermedades humanas.

“Este tipo de investigación es importante para desarrollar conocimientos sobre la comunicación celular y el desarrollo biológico durante la embriogénesis y la evolución, así como para una variedad de aplicaciones de investigación y medicina regenerativa”, explica a SINC Juan Carlos Izpisúa Belmonte, investigador del Instituto Salk de Ciencias Biológicas y autor principal del estudio.

El especialista español enfatiza la importancia de este tipo de estudios: “Como no podemos realizar ciertos tipos de experimentos en humanos, es esencial que tengamos mejores modelos para estudiar y comprender con mayor precisión las enfermedades humanas en condiciones in vivo”.

“Por ejemplo, algún día podría dar lugar a la posibilidad de cultivar tejidos humanos de sustitución, como los del corazón y los riñones. También ayudar a probar medicamentos candidatos para enfermedades humanas con más precisión que los modelos animales tradicionales, o entender procesos como el envejecimiento, el principal factor de riesgo en alzhéimer, enfermedades cardíacas o cáncer”, añade.

Para Josep M. Canals, experto en células madre y medicina regenerativa de la Universidad de Barcelona (UBNeuro) que no ha participado en el estudio de Izpisúa, “el modelo utilizado de quimeras humano-mono muestra diferencias en las primeras fases del desarrollo entre estas dos especies. Este tipo de aproximaciones abre un fascinante campo de investigación que puede explicar las diferencias y especificidades del inicio del desarrollo humano”.

Pero, a pesar de su relevancia, “estos modelos raramente llegarán a proveer de soluciones terapéuticas mediante el trasplante de órganos desarrollados por estas quimeras, aunque los autores apunten a esta posibilidad”, puntualiza a SINC Canals.

El primer paso se dio en 2019

El avance que hizo posible el estudio actual se produjo en 2019, cuando el equipo de Izpisúa Belmonte, en colaboración con Weizhi Ji, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming, en Yunnan (China), también autor del nuevo trabajo, generó una tecnología que permitía a los embriones de macaco permanecer vivos y crecer fuera del cuerpo durante un periodo de tiempo prolongado, pero que “no incluyó quimeras, es decir, células de más de una especie”, enfatiza el investigador español.

Sin embargo, en el estudio actual se inyectó a cada uno de los embriones de mono (que se encontraban en la fase de blastocisto, es decir, con seis días de desarrollo) 25 células humanas. Las células procedían de una línea celular pluripotente inducida conocida como células madre pluripotentes extendidas, que tienen el potencial de contribuir tanto a los tejidos embrionarios como a los extraembrionarios.

Al cabo de un día, se detectaron células humanas en 132 embriones. A los 10 días, 103 de los embriones quiméricos seguían desarrollándose. La supervivencia pronto empezó a disminuir y, en el día 19, solo tres quimeras seguían vivas. No obstante, los autores destacan que el porcentaje de células humanas en los embriones se mantuvo alto durante todo el tiempo que siguieron creciendo.

“Históricamente, la generación de quimeras entre humanos y animales ha soportado una baja eficiencia e integración de las células humanas en la especie huésped”, afirma Izpisúa Belmonte.

“La creación de una quimera entre un humano y un primate no humano , (una especie más estrechamente relacionada con nosotros que todas las especies utilizadas anteriormente, como el ratón o el cerdo), facilitará el mejor conocimiento sobre si existen barreras impuestas por la evolución para la generación de dichas quimeras y si hay algún medio para superarlas”, continúa.

Con todo, hay que tener en cuenta que “todos los experimentos de este artículo se han ejecutado en el laboratorio y no se ha realizado ninguna implantación en animales para un desarrollo de tejidos u órganos más allá de las primeras fases embrionarias. Por tanto, no se sabe si esto sería científicamente posible y si estas quimeras podrían desarrollarse a estadios más complejos”, aclara Canals.

Eso sí, insiste, “las diferencias que se muestran a escala celular entre las dos especies apuntan a que un desarrollo a estadios posteriores no sería viable. Y la implantación de estos pre embriones en úteros que hoy en día la legislación no permite, tendría consideraciones ético-científicas muy relevantes”.

Los dilemas éticos de esta técnica

Además de estos conceptos puramente técnicos, este trabajo no está exento de problemas éticos. En un artículo relacionado, publicado también en la revista Cell, se exponen las posibles consideraciones sobre la generación de quimeras de primates humanos y no humanos.

“La medicina necesita mejores modelos para comprender la biología y las enfermedades humanas y realizar en ellos experimentos que serían éticamente problemáticos en humanos”, indican los autores. “Pero a medida que desarrollamos nuevos modelos vivos que se aproximan más a los humanos, nos acercamos a los mismos problemas éticos que intentamos evitar”.

Según Canals, “como en todo trabajo realizado con células madre pluripotentes humanas, las consideraciones éticas vienen determinadas por su potencial de generar un ser humano cuando se desarrolla en el contexto de gestación dentro del útero de una mujer”.

“En este artículo van un paso más allá, mezclando células humanas con preembriones de mono. Pero en ningún caso se implantan estos preembriones en el útero de monos gestantes para llevar el desarrollo más allá de la pura investigación en laboratorio: los estudios quedan circunscritos al ámbito de la investigación”, especifica.

Eso sí, hay que tener en cuenta que este es el primer artículo que muestra la posibilidad de hacer quimeras humano-mono y, por tanto, abre la puerta a posibles estudios que vayan más allá en el desarrollo de las quimeras en países donde los controles éticos en la investigación no sean tan estrictos.

“De realizarse estudios de implantación de estas quimeras en úteros gestantes, las complicaciones éticas serían muy graves por la generación de posibles especies de primates nuevas que podría tener consecuencias inesperadas e incontrolables”, vaticina Canals.

Izpisúa Belmonte defiende así su trabajo: “Antes de comenzar se realizaron consultas y revisiones éticas tanto a escala institucional como a través de la divulgación a bioeticistas no afiliados y con experiencia en políticas estatales y nacionales en esta área de investigación. Este proceso ayudó a guiar nuestros experimentos, que se centraron por completo en los embriones quiméricos ex vivo”.

“La gente está preocupada por la investigación sobre quimeras, lo cual es comprensible. Es nuestra responsabilidad como científicos trabajar de forma reflexiva, siguiendo todas las normas éticas, legales y sociales vigentes. Todo nuestro trabajo se rige siempre por estas pautas y se someterá a la revisión y aprobación de todos los comités pertinentes”, concluye.

Quimeras entre especies desde 1970

Las quimeras interespecíficas en mamíferos se realizan desde la década de 1970, cuando se generaron en roedores y se utilizaron para estudiar los primeros procesos de desarrollo.

En 2017, el equipo de Izpisúa Belmonte creó embriones quiméricos entre humano y cerdo  con células madre de seres humanos, lo que supuso un primer paso para la incubación de órganos humanos en animales con el objetivo de usarlos en trasplantes y medicina regenerativa. Previamente los mismos expertos desarrollaron un ratón con órganos de rata.

abril 2272021 (SINC)

Referencia:

Tan et al.: Chimeric contribution of human extended pluripotent stem cells to monkey embryos ex vivo. Cell

El estudio, publicado en la revista Science, también podría ayudar a comprender cómo los diferentes mamíferos evolucionaron entre sí y ayudaría a refinar los métodos de la medicina regenerativa.

Todos los mamíferos siguen los mismos pasos para crecer desde embriones hasta adultos. Esto implica la misma serie de eventos, en la misma secuencia, utilizando genes y señales moleculares similares. Sin embargo, la velocidad del progreso a través de estos pasos difiere considerablemente de una especie a otra.

Por ejemplo, las neuronas motoras, las células nerviosas que controlan el movimiento muscular, tardan unos tres días en desarrollarse en ratones, pero más de una semana en desarrollarse en humanos.

Para comprender qué gobierna esta velocidad en diferentes especies, la investigadora Teresa Rayon y sus colegas del laboratorio de Dinámica del Desarrollo de James Briscoe en el Instituto Francis Crick primero cultivaron neuronas motoras a partir de células madre en el laboratorio, para que pudieran cronometrar el desarrollo de las células sin ninguna influencia del entorno interno del embrión.

Usando células madre de ratón y humanas, vieron la misma diferencia de velocidad entre las especies. Las neuronas motoras humanas tardaron más del doble de tiempo que las neuronas motoras de ratón en formarse, por lo que sabían que la respuesta debía estar dentro de las células mismas, no en el entorno circundante.

También comprobaron si los genes eran los responsables introduciendo secuencias de ADN humano en células de ratón. Sin embargo, esto no alteró la velocidad de desarrollo, por lo que la respuesta tampoco estaba en los genes.

En cambio, los investigadores descubrieron que las diferencias en la velocidad a la que se descomponen y reemplazan las proteínas explican la diferencia de velocidad entre las dos especies. Las proteínas se transforman constantemente, se fabrican y se desmantelan, en las células, y esto sucede dos veces más rápido en las células de ratón en comparación con las células humanas.

Esta tasa más rápida de renovación de proteínas en las células de ratón explica el ritmo más rápido de formación de neuronas motoras.

Teresa Rayon explica que «las neuronas motoras humanas y de ratón utilizan los mismos genes y moléculas para su desarrollo embrionario, pero el proceso tarda más en desarrollarse en los seres humanos. Las proteínas son simplemente más estables en los seres humanos que los embriones de ratón y esto ralentiza la tasa de desarrollo humano», añade.

«Es como si un ratón y un embrión humano estuvieran leyendo la misma partitura musical y tocando la misma melodía, pero el metrónomo funciona más lentamente en los humanos que en los ratones –explica–. Ahora que hemos encontrado el metrónomo, queremos entender cómo cambiar su velocidad».

Comprender los mecanismos que controlan la velocidad del desarrollo tiene implicaciones para la medicina regenerativa y para el uso de células madre para comprender la enfermedad. Ser capaz de acelerar o ralentizar el desarrollo de células madre podría ayudar a perfeccionar los métodos para la producción de tipos específicos de células para aplicaciones de investigación y terapéuticas y también podría proporcionar información relevante para ralentizar el crecimiento de células en enfermedades como el cáncer.

James Briscoe, quien dirigió el equipo de investigadores, señala que «los cambios en el tiempo de desarrollo, los llamados heterocronías, juegan un papel profundo en la evolución de las diferencias en las formas y tamaños corporales entre especies».

 «Por ejemplo, el cerebro humano es más grande porque sus células crecen durante un período de tiempo más largo durante el desarrollo embrionario que las células equivalentes en ratones, continúa. Por lo tanto, más allá de las aplicaciones prácticas, comprender cómo se controla el ritmo del desarrollo embrionario tiene el potencial de ayudarnos a comprender cómo evolucionaron las diferentes especies».

 octubre 14/2020 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Detalles de esta investigación, que contó con el apoyo de la FAPESP – Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo, aparecen descritos en un artículotitulado Prediction of non-canonical routes for SARS-CoV-2 infection in human placenta cells, disponible en la plataforma bioRxiv (sin revisión por pares).

Tal como lo explican los autores en el texto, las células de la placenta expresan durante toda la gestación cantidades muy pequeñas de las dos principales moléculas que el SARS-CoV-2 utiliza para infectar células humanas: la enzima convertidora de la angiotensina 2 (ACE-2) y la serina-proteasa transmembrana 2 (TMPRSS2). Pero la presencia del virus en ese órgano ya se había confirmado en el marco de estudios de otros grupos, tanto mediante microscopía electrónica como con RT-PCR (reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa reversa), un análisis con el que se puede detectar el ARN viral y que se aplica para diagnosticar el COVID-19.

Asimismo, el virus también ha sido detectado en el organismo de recién nacidos. Aún no se sabe si la transmisión se produjo dentro del útero o durante el parto.

Partiendo de estas evidencias, decidimos investigar si existiría un mecanismo alternativo con capacidad para posibilitar la infección de las células placentarias, aunque de una manera menos eficiente que el mediado por la proteína ACE-2. La presencia del SARS-CoV-2 en la placenta podría llevar a la transmisión intrauterina del nuevo coronavirus, una condición asociada a perjuicios en el desarrollo fetal”, declaró Luis Antonio Justulin, docente del Instituto de Biociencias de Botucatu (IBB-Unesp).

En el Departamento de Biología Estructural y Funcional del IBB-Unesp, el investigador coordina un proyecto cuyo objetivo consiste en investigar de qué manera distintas condiciones experimentadas dentro el útero materno y vivenciadas en el transcurso de la primera infancia pueden tener impactos sobre la salud de la prole a lo largo de la vida, de acuerdo con el concepto de Origen del Desarrollo de la Salud y la Enfermedad (DOHaD) En un experimento realizado con ratas, por ejemplo, el grupo demostró que los hijos de madres alimentadas con una dieta pobre en proteínas durante el período de gestación y lactancia corren un riesgo considerablemente mayor de desarrollar cáncer de próstata al envejecer.

En el caso del SARS-CoV-2, aún no existen relatos de bebés nacidos con secuelas ocasionadas por la infección materna. Con todo, sí hay estudios que han demostrado que el virus puede causar alteraciones vasculares en la placenta, que teóricamente podrían perjudicar el aporte de oxígeno y nutrientes al feto.

Para entender mejor de qué manera interactúa el nuevo coronavirus con las células de la placenta, el grupo encabezado por Justulin decidió analizar datos de expresión génica de distintos tipos de células placentarias en diferentes momentos de la gestación.

En la investigación se utilizaron datos obtenidos durante estudios anteriores y depositados en repositorios públicos como el Gene Expression Omnibus (GEO).

El grupo cruzó entonces ese hallazgo relacionado con la placenta con el contenido de otro banco de datos denominado P-HIPSTer (las siglas en inglés de predicción de interacciones moleculares patógeno-huésped por similitud de estructuras), cuyo algoritmo explora información basada en secuencias y estructuras moleculares para inferir la probabilidad de interacciones entre virus y proteínas humanas. Este Human-virus interactome atlas mapea posibles redes de interacción entre proteínas humanas y proteínas de diversos virus, lo cual permite la identificación de potenciales blancos terapéuticos.

Esta estrategia les permitió a los investigadores evaluar qué genes expresados durante el embarazo codifican proteínas con mayor potencial como para interactuar con las principales proteínas de distintos coronavirus, entre ellos los SARS-CoV-2, el SARS-CoV (causante del síndrome respiratorio agudo grave) y el MERS-CoV (del síndrome respiratorio de Oriente Medio).

Efectuamos dos tipos de análisis. De entrada, evaluamos la interacción de las proteínas virales con todas las proteínas placentarias. Y luego analizamos esa interacción considerando qué genes aparecían con una expresión disminuida o aumentada en el transcurso del embarazo, explica Justulin.

Con el objetivo de descubrir específicamente qué células de la placenta expresan los genes de las proteínas identificadas que potencialmente interactúan con el virus, el grupo recurrió a conjuntos de datos públicos disponibles en los bancos COVID-19 Cell Atlas y Human Cell Atlas Data Portal.

Estos repositorios cuentan con datos de secuenciación de ARN de célula única (del inglés single-cell RNA-Seq). Con este tipo de análisis, es posible obtener el transcriptoma de cada una de las células que componen un tejido, en lugar de observar el tejido como un todo.

Los análisis mediante bioinformática se realizaron en colaboración con los investigadores Robson Carvalho (IBB-Unesp) y Célia Regina Nogueira (del Departamento de Clínica Médica de la Facultad de Medicina de Botucatu), aparte de la alumna de doctorado Sarah Santiloni Cury (IBB-Unesp).

Los principales hallazgos

Los análisis y las simulaciones revelaron que las células trofoblásticas que componen las vellosidades coriónicas de la placenta, la parte fetal de ese órgano, coexpresan altas cantidades de DPP4 y de CSTL durante toda la gestación.

En estudios anteriores se relacionó a la DPP4 con la infección causada por el MERS-CoV, y a la CSTL con el SARS-CoV. Realizamos algunos análisis de tejidos fetales y observamos que esas dos proteínas también se encuentran expresadas en el feto en cantidades significativas, comenta Justulin.

El estudio reveló también que en el transcurso del embarazo existe una gran alteración en la expresión de los genes DAAM1 y PAICS (mientras que el primero aumenta, el segundo disminuye con el paso de los trimestres). Ambos codifican proteínas que, según las simulaciones computacionales realizadas en la Unesp, tiene la capacidad de interactuar con proteínas del coronavirus.

A juicio de los autores, el artículo dado a conocer recientemente muestra las primeras evidencias de la existencia de un mecanismo alternativo de infección de las células placentarias por el SARS-CoV-2, pero deberá confirmárselo y entendérselo mejor en estudios futuros. Una de las ideas del grupo consiste en analizar la expresión génica en la placenta de gestantes que contrajeron COVID-19.

También pretendemos infectar células placentarias in vitro y observar qué sucede en términos de expresión génica. Pero estos tipos de experimentos requieren de un laboratorio de nivel 3 de bioseguridad. A tal fin, estamos concretando asociaciones con grupos de otras instituciones, dice Justulin.

El trabajo publicado en bioRxiv contó con el apoyo de la FAPESP también a través de una ayuda concedida a Carvalho y de una beca doctoral otorgada a Flávia Bessi Constantino, primera autora.

En este momento de dificultad mundial es gratificante poder contribuir de alguna manera para develar los mecanismos de infección del virus. Como nuestra línea de investigación está relacionada con las fases iniciales del desarrollo, nos intrigaba la posibilidad de que el virus generase una infección de la placenta y causase complicaciones en el desarrollo embrionario. Y así surgió la idea de este trabajo, afirma Bessi Constantino.

julio 21/2020 (Dicyt)

Al principio del desarrollo, cuando el embrión humano es apenas una pequeña bola de células, se dobla sobre sí mismo para formar una estructura de tres capas con un extremo delantero y otro trasero, llamada gástrula.

Este proceso se llama gastrulación, y las capas pasan a formar los diferentes tipos de tejido del cuerpo: el ectodermo da lugar al sistema nervioso, el mesodermo a los músculos y el endodermo al intestino.

Aunque se habían hecho estándares en 3D de este proceso utilizando células de ratones, estos poseen limitaciones para estudiar el desarrollo humano. Científicos de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, liderados por el español Alfonso Martínez Arias, han desarrollado un nuevo modelo del desarrollo embrionario temprano en nuestra especie.

Este nuevo sistema modelo permitirá investigar por primera vez en el laboratorio los procesos del desarrollo embrionario humano temprano, clave en la generación de defectos de nacimiento y enfermedades humanas.

“La gastrulación es el momento clave de la embriogénesis. Es cuando surge el organismo en sí, cuando se organizan las células con respecto a una serie de ejes virtuales que organizarán el desarrollo de tejidos y órganos”, explica Martínez Arias.

El equipo ha logrado generar estructuras tridimensionales, llamadas gastruloides, a partir de células madre de embriones humanos. Dicho modelo, publicado esta semana en la revista Nature, representa algunos elementos clave de un embrión de unos 18 a 21 días y permite observar los procesos que subyacen a la formación del cuerpo humano nunca antes observados.

Para los investigadores, un gastruloide de 3 días imita ciertas características clave de un embrión humano de 20 días. Así, sugieren que este modelo representa un primer paso hacia la modelización del cuerpo humano en 3D. “El conocimiento de estos procedimientos tiene el potencial de revelar las causas de los defectos de nacimiento y las enfermedades humanas, así como de crear pruebas para su detección en las mujeres embarazadas”.

“Este nuevo sistema modelo permitirá investigar por primera vez en el laboratorio los procesos del desarrollo embrionario humano temprano”, añade Naomi Moris, primera autora y experta de la Universidad de Cambridge.

Hallazgo pionero por las limitaciones éticas

Hasta ahora, la gastrulación se conocía como el período ‘caja negra’ del desarrollo humano, ya que las restricciones legales impiden el cultivo de embriones humanos en el laboratorio más allá del día 14 después de la fecundación, cuando comienza este proceso. Este límite moral –que no técnico– se estableció para que cayera en la etapa en que el embrión ya no puede formar un gemelo.

En los últimos años se han desarrollado varias técnicas para producir modelos similares a los embriones a partir de células madre animales y humanas. Esto ha llevado a los investigadores a pedir directrices específicas para proporcionar una supervisión ética más clara de este campo en rápido desarrollo. De momento, la legislación al respecto varía enormemente en los diferentes países.

Hasta ahora, la gastrulación se conocía como el período caja negra del desarrollo humano, ya que las restricciones legales impiden el cultivo de embriones humanos cuando comienza este proceso

“Nuestro trabajo permite estudiar de forma ética esta importante fase del desarrollo en humanos”, afirma Martínez Arias. “Hemos encontrado una manera de recapitular los elementos fundamentales de la gastrulación en nuestra especie, abriendo la posibilidad de analizar el momento en el que tienen su origen muchas enfermedades”.

Así, muchos defectos de nacimiento se originan durante este corto período, con causas que van desde la ingesta o exposición al alcohol, medicamentos, productos químicos e infecciones. Por eso, los autores subrayan que entender la gastrulación humana también podría arrojar luz sobre la infertilidad, el aborto espontáneo y los trastornos genéticos.

 Desarrollar mejores modelos de desarrollo humano

Los organismos modelo, incluyendo ratones y peces cebra, han permitido previamente a los científicos obtener algunos conocimientos sobre la gastrulación humana. Sin embargo, estos modelos pueden comportarse de manera diferente a los embriones humanos cuando las células comienzan a diferenciarse.

Los modelos animales pueden comportarse de manera diferente a los embriones humanos cuando las células comienzan a diferenciarse, como ocurrió con la talidomida.

Un ejemplo es la talidomida, utilizada para el tratamiento de las náuseas en embarazadas. El fármaco pasó los ensayos clínicos tras ser probado en ratones, pero posteriormente provocó graves defectos de nacimiento en bebés. “Por esta razón es importante desarrollar mejores modelos de desarrollo humano”, subrayan los autores.

Los gastruloides no tienen el potencial de desarrollarse en un embrión completamente formado. No tienen células cerebrales ni ninguno de los tejidos necesarios para implantarse en el útero. Esto significa que nunca podrían pasar de las primeras etapas de desarrollo y, por lo tanto, se ajustan a las normas éticas actuales.

junio 24/2020 (SINC)

Referencia:

Moris, N. et al.; An in vitro model for anteroposterior organisation during human development. Nature, June 2020. DOI: 10.1038/s41586-020-2383-9

El desarrollo embrionario es uno de los procesos más fascinantes de la naturaleza. La generación de millones de células a partir de una sola y su organización para producir la anatomía típica de cada especie es uno de los ejemplos de sistemas auto organizativos más precisos.

Ahora, científicos del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), han identificado un sistema que aporta información a las células del embrión sobre la posición que ocupan en los órganos en desarrollo. Dicho sistema, estudiado por su papel en la formación de las extremidades, permite a las células interpretar qué partes de la anatomía del órgano les corresponde formar.

Dicho sistema, estudiado por su papel en la formación de las extremidades, permite a las células interpretar qué partes de la anatomía del órgano les corresponde formar

El artículo, publicado en Science Advances, indica también que un mal funcionamiento de dicho sistema conduce a malformaciones congénitas y podría explicar, en parte, el efecto de la talidomida, fármaco conocido por producir una alta incidencia de anomalías de las extremidades.

“Entender cómo las células saben qué órganos y estructuras anatómicas deben producir en cada posición del embrión es uno de los retos más interesantes en este campo científico”, señala Miguel Torres, coordinador del trabajo.

La teoría de la información posicional, enunciada hace más de 50 años por el científico británico Lewis Wolpert, proponía un posible mecanismo por el cual las células obtendrían información acerca de su posición en el embrión.

“El sistema sería comparable a los sistemas de geolocalización, como el GPS que utilizan los teléfonos móviles”, explica Torres. “Consta de un sistema de referencia externa, que serían las señales de los satélites, y otro de interpretación de las señales, que estaría en nuestros teléfonos móviles. En los sistemas biológicos, además, la información posicional en cada célula desencadenaría un plan de desarrollo distinto y específico de cada posición”.

Cómo obtienen la información

El equipo del CNIC, en colaboración con investigadores de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos (NIH), ha analizado las bases moleculares de la formación de las extremidades. De esta forma, han conseguido descifrar cómo obtienen las células información sobre su posición en el eje próximo-distal de los primordios, estado rudimentario en que se encuentra un órgano en formación, de las extremidades.

Según Irene Delgado, primera autora del estudio, hemos identificado un factor de crecimiento, llamado FGF, como la señal que reciben las células para interpretar su posición. Las moléculas, señalizador de este factor de FGF, añade, son producidas y enviadas al medio extracelular por solo un pequeño grupo de células en la parte más distal o alejada del primordio. La señal se modula en función de la cercanía o lejanía (proximal/ distal).

Es decir, “cuanto más distal es la posición de una célula, más señal FGF recibe, y menos recibirá si es más proximal”, apunta Delgado.

Asimismo, los investigadores han logrado identificar una molécula que tiene la función de interpretar las señales de FGF en las células receptoras. Se trata del factor de transcripción denominado Meis, que interpreta las señales de FGF, y que se distribuye en un gradiente lineal de abundancia.

Es decir, es muy abundante en las células situadas en la zona más proximal y tanto menos abundante cuanto más distales se encuentran las células. En otras palabras, “la cantidad de Meis en cada célula es una lectura de la cuantía de FGF recibida y, por tanto, de su posición a lo largo del eje próximo-distal de la extremidad en desarrollo”, aclara Torres.

Una cuestión de distancia

Se sabe que los factores de transcripción son capaces de regular el funcionamiento del genoma, encendiendo o apagando genes responsables del comportamiento celular. Por este motivo, señalan los investigadores, la abundancia de Meis determina la activación de distintos grupos de genes específicos de cada una de las regiones del eje próximo-distal, como los genes Hox.

De esta manera, células que obtienen la información de que su posición es la más proximal son programadas para producir el hombro, mientras que las más distales son programadas para hacer las manos y las intermedias para hacer el brazo, codo y antebrazo, asegura Delgado.

Células que obtienen la información de que su posición es la más proximal son programadas para producir el hombro, mientras que las más distales son programadas para hacer las manos

El sistema descubierto, destaca Torres, es esencial para la formación correcta de las extremidades”. Los mecanismos descritos, además, son relevantes para avanzar en el entendimiento del origen genético de la focomelia, una anomalía congénita en la que se desarrollan solo las manos y los pies, mientras que el resto de la extremidad es rudimentario.

En este estudio, al eliminar experimentalmente el sistema de información posicional descubierto, todas las células del primordio de la extremidad recibían la información errónea de que eran distales, lo cual produjo dicha anomalía congénita.

Una explicación para la talidomida

Asimismo, la información obtenida es relevante y puede explicar, en parte, los mecanismos de acción de la talidomida, medicamento conocido por producir una alta incidencia de malformaciones de las extremidades. Investigaciones anteriores sobre el efecto de este fármaco indicaron que Meis, es uno de los factores afectados.

Para los autores, estos hallazgos establecen un nuevo modelo para la generación de identidades de proximal a distal en las extremidades de vertebrados y proporcionan una base molecular para la interpretación de los gradientes de señal del factor FGF durante la formación de patrones axiales en el embrión de vertebrados.

junio 07/ 2020 (SINC)

Referencia:

Delgado et al.: Proximo-distal positional information encoded by an Fgf-regulated gradient of homeodomain transcription factors in the vertebrate limb. Sci. Adv. 2020; 6 : eaaz0742

El trabajo revela por primera vez el papel fundamental del gen TLK2 en el desarrollo embrionario de ratones. Un estudio genómico masivo desarrollado en Estados Unidos con discapacitados intelectuales ha señalado mutaciones en el gen TLK2.

Científicos del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) revelan por primera vez que el gen TLK2 es indispensable para el desarrollo de la placenta y la viabilidad del embrión, en ratones. Los resultados se publican en Cell Death and Differentiation.

A pesar de las diferencias entre el desarrollo embrionario de ratones y humanos, este hallazgo podría tener relevancia biomédica. Datos clínicos recientes obtenidos de un análisis genómico masivo desarrollado en Estados Unidos con discapacitados intelectuales, detectó mutaciones en diez nuevos genes de los pacientes, entre los cuales se incluye TLK2.

Travis H. Stracker, científico del IRB Barcelona y líder del estudio, explica que «especulamos que en humanos las mutaciones en el gen TLK2 pueden resultar en disfuncionalidad de la placenta durante el desarrollo embrionario- por ejemplo, que no llegue suficiente oxígeno – y provoque desórdenes neurológicos.»

En ratones sin TLK2, el embrión es más pequeño pero los investigadores no observan defectos morfológicos y la placenta también es más pequeña. Son los fallos en la placenta la causa de la muerte del embrión a los 15 días de los 20 de gestación. Los científicos han detectado una reducción en la expresión de genes importantes para la proliferación o supervivencia de trofoblastos con efectos en la funcionalidad de la placenta.

Gen dispensable en adultos

En este mismo trabajo, los científicos también revelan que TLK2 es, en cambio, totalmente dispensable en ratones adultos. Su función la suple su gen gemelo, TLK1. La ausencia de uno u otro gen se compensa por la presencia del otro, y los animales son aparentemente normales, saludables y tiene la misma esperanza de vida.

«Solo cuando eliminamos los dos genes a la vez vemos problemas de inestabilidad genómica, segregación de cromosomas y complicaciones de este tipo», resume la estudiante de doctorado de la Caixa en el IRB Barcelona, Sandra Segura-Bayona, primera autora del estudio junto al investigador postdoctoral Philip Knobel y Helena González Burón, quien inició este estudio también con una beca de la Caixa en 2011, y cuyos resultados de su tesis también se incluyen en este artículo.

Los investigadores concluyen que ambos genes mantienen la integridad genómica y la viabilidad celular y que sus funciones en adultos son redundantes.

TLK1 y TLK2 en cáncer

En el apartado del cáncer, se sabe que TLK2 está aumentado en un subtipo de tumor de mama y que dicho aumento está implicado en la progresión del cáncer. Además, es conocido que tanto TLK1 como TLK2 están involucrados en la proliferación celular y que probablemente dicha actividad de ambos genes es necesaria para la progresión de las células tumorales. En base a este conocimiento, se especula que tanto TLK1 como TLK2 podrían ser diana de terapias anticáncer.

Con el fin de avanzar en esta línea, el laboratorio de Travis H. Stracker, dedicado a estudiar la relación entre Inestabilidad Genómica y Cáncer, está poniendo a punto inhibidores de TLK1 y TLK2 para estudiar las funciones de estos genes en modelos animales de cáncer.

El trabajo publicado recientemente se ha realizado en colaboración con investigadores de la Universidad de Utrecht en Holanda, del Princess Margaret Cancer Center de Toronto en Canadá y de la Universidad de Copenhague en Dinamarca. El trabajo ha recibido financiación del Ministerio de Economía y Competitividad a través de fondos europeos Feder.
julio 17/2017 (diariomedico.com)

Los investigadores del Instituto de Células Madre de la Universidad de Harvard, Estados Unidos analizaron el efecto de ese nutriente en la primera etapa de la vida, incluida la gestación, tanto en humanos como en peces cebra y ratones, publica la revista Cell Reports.

A propósito de ello, resultó de gran sorpresa cuando observamos que las células madre de esos seres vivos responden de forma positiva a la vitamina D, imprescindible para la absorción de calcio y magnesio, dijo la autora principal del trabajo, Trista North.

Sin embargo, los autores consideran necesarias nuevas investigaciones para calcular si los niveles de este nutriente también son efectivos sobre otros procesos elementales del desarrollo embrionario.

Un informe de la Biblioteca de Salud Reproductiva de la Organización Mundial de la Salud (OMS) señala que actualmente la deficiencia o insuficiencia de vitamina D es una pandemia mundial que afecta a unos mil millones de personas, de diferentes etnias y edades.

La administración de ese suplemento reduce la incidencia y las consecuencias adversas de afecciones, como el cáncer, enfermedades cardiovasculares y trastornos autoinmunitarios como la diabetes, considera la OMS.

Asimismo, añade la agencia, otras dolencias como las infecciones agudas de las vías respiratorias inferiores (tráquea, bronquio y bronquiolo), disminuyendo así la mortalidad por todas las causas.

octubre 07/ 2016 (PL).- Tomado del Boletín temático en Medicina. Prensa Latina. Copyright 2016. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2016/10/11/analizan-efectividad-de-la-vitamina-d-en-el-desarrollo-embrionario/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2014/07/05/descubren-diferencias-en-el-desarrollo-embrionario-segun-el-sexo/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2014/07/05/descubren-diferencias-en-el-desarrollo-embrionario-segun-el-sexo/#comments Sat, 05 Jul 2014 06:01:46 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=34280 Una investigación revela que los embriones masculinos se dividen más rápido que los femeninos en etapas concretas de su desarrollo. Esta se realizó mediante un estudio retrospectivo y observacional en el que participaron 359 embriones a los que se les realizó un diagnóstico genético preimplantacional (DGP) para detectar alteraciones cromosómicas. Este nuevo descubrimiento fue presentado en el 30° Congreso de la Sociedad Española de Fertilidad (SEF).

Los embriones observados fueron cultivados en el Embryoscope, una incubadora que permite seguir el desarrollo del embrión en tiempo real. «Este hallazgo demuestra que los humanos no somos diferentes durante el desarrollo, y los resultados matizan que la diferencia de sexo se observa en dos momentos: la velocidad del desarrollo del embrión en la sincronía 2 y el tiempo de formación de mórula», ha explicado Fernando Bronet, autor del estudio.

Esta investigación evidencia que el comportamiento del embrión y su desarrollo expresa aspectos genéticos, pero que no sustituye al Diagnóstico Genético Preimplantacional, que permite conocer con precisión la cantidad, tipo y disposición de los cromosomas.
julio 5/2014  (Diario Médico)

La senescencia es un estado en que las células limitan su proliferación en respuesta al estrés. Este estado celular se ha asociado históricamente a envejecimiento y a diversas patologías.

Ahora, investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) en Barcelona y del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) en Madrid han descrito por primera vez que este estado no está relacionado exclusivamente con la proliferación de tumores o el estrés sino que es algo absolutamente necesario durante el desarrollo embrionario.

Los autores han descrito por primera vez que este estado no está relacionado exclusivamente con la proliferación de tumores o el estrés

“Por primera vez se demuestra claramente que la senescencia es un mecanismo programado en el desarrollo. Esta nueva descripción nos ayudará a comprender su papel e importancia como un proceso normal en la célula”, subraya Bill Keyes, jefe del laboratorio de Mecanismos de Cáncer y Envejecimiento del CRG.

“Nuestro trabajo demuestra que en el embrión, las células senescentes son necesarias y, mediante su habitual función secretora, dirigen el crecimiento y el patrón de los tejidos”, añade Keyes.

Su equipo ha descrito la senescencia como una parte fundamental en la biología de dos de los principales centros de señalización en el embrión que ayudan a controlar el desarrollo de las extremidades y del sistema nervioso.

Por su parte, el trabajo del CNIO, liderado por Manuel Serrano y el investigador postdoctoral Daniel Muñoz-Espín, identifica procesos idénticos en dos tejidos más del embrión implicados en la formación de los riñones y el oído.

La diferencia entre ellos es que se centran en diferentes componentes del desarrollo embrionario: un tejido que funciona como riñón y una estructura del oído interno (CNIO), y el cierre del tubo neural y la estructura responsable de la formación de los dedos (CRG).

“El hallazgo que hemos comprobado, común en los dos laboratorios, es que hay un gen (P21) que activa la senescencia en estas estructuras”, explica a SINC Muñoz-Espín. “Al eliminar este gen, se pierde gran parte de la senescencia”.

“A medida que crece el embrión sus tejidos van cambiando, la senescencia se ocupa de apagar las células que ya no son necesarias, una especie de proceso de reciclaje”, apunta el investigador del CNIO.

«La senescencia se ocupa de apagar las células que ya no son necesarias, una especie de proceso de reciclaje”

Una adaptación evolutiva

Ambos estudios muestran cómo la eliminación de células senescentes realizada por los macrófagos de forma coordinada desempeña un papel clave en la remodelación de los tejidos durante el desarrollo, fundamental para la formación normal de un embrión.

Curiosamente, los tejidos en los que los investigadores del centro catalán describen la senescencia están entre aquellos más afectados por defectos congénitos de nacimiento, sugiriendo que una investigación de los mecanismos que regulan la senescencia en el embrión podría ayudar a explicar las causas de algunos problemas en el desarrollo.

Gracias a este nuevo rol, los investigadores sugieren que la senescencia relacionada con el envejecimiento y el cáncer es una adaptación evolutiva de un mecanismo del desarrollo. Pero los autores quieren ser cautos con el hallazgo.

“Por un lado, se ha demostrado que la senescencia protege del cáncer y actúa como un mecanismo de defensa contra el cáncer. Y por otro, siempre se ha relacionado con una causa del envejecimiento”, subraya Muñoz-Espín.

“Pero nuestra opinión es que atribuir a la senescencia un papel en el envejecimiento sería como pensar que los bomberos causan los incendios. Es más, la senescencia sería un proceso fundamentalmente beneficioso para el organismo adulto que serviría para eliminar las células dañadas”, concluye.
noviembre 14/2013 (SINC)

Mekayla A Storer, Alba Mas, Alexandre Robert-Moreno, Matteo Pecoraro, M Carmen Ortells, Bill Keyes. “Senescence is a developmental mechanism that contributes to embryonic growth patterning”. Cell (2013).

Daniel Muños-Espín, Marta Cañamero, Antonio Maraver, Gonzalo Gómez-López, Julio Contreras, Manuel Serrano. “Programmed cell senescence during mammalian embryonic development”. Cell (2013).  doi.org/10.1016 j.cell.2013.10.019

Estas variantes modulan el comportamiento de las cohesinas, complejos de proteínas que unen las dos copias de cada cromosoma para asegurar la correcta división de las células y evitar aberraciones.

De esta forma, los resultados que se publican en la revista especializada The EMBO Journal (doi:10.1038/emboj.2013.230) contribuyen a entender mejor cómo las proteínas Pds5 influyen en las cohesinas, ya sea estabilizando o desestabilizando su unión a los cromosomas.

Según los expertos, enfermedades como el síndrome de Cornelia de Lange, que afecta a uno de cada 30 mil recién nacidos, tienen su origen en un funcionamiento anómalo de las cohesinas.

En el caso de la mencionada afección, este se caracteriza por anomalías físicas graves y deficiencias cognitivas.

Estudios previos publicados por la revista científica Current Biology, explicaban los mecanismos por los cuales las cohesinas también participan en la reparación del ADN.

Ese artículo afirmaba que dichas proteínas se activan justo antes de la mitosis celular y consiguen unir el ADN de una cromátida con el de su hermana hasta que la célula se separa en dos genéticamente idénticas.

Asimismo, también desempeñan un papel fundamental en la condensación del ADN, facilitando su reparación pegando las cromátidas hermanas existentes.

La cromátida es una de las unidades longitudinales de un cromosoma duplicado.
octubre 19/2013 (PL)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2013 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

María Carretero, Miguel Ruiz-Torres, Miriam Rodríguez-Corsino, Isabel Barthelemy, Ana Losada.Pds5B is required for cohesion establishment and Aurora B accumulation at centromeres.The EMBO Journal.18 Oct  2013

Un grupo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han descubierto que el tráfico de las proteínas receptoras que hacen de anclaje a las células que constituyen la retina, conocidas como integrinas, son las responsables de controlar su plegamiento en los vertebrados durante el desarrollo embrionario.

Según explican en un artículo publicado en el último número de la revista Developmental Cell, para que las células del cuerpo lleguen al lugar donde deberán cumplir su función, deben desplazarse a través de los tejidos, para lo cual se anclan a la matriz celular según un proceso mediado por dichas integrinas.

El investigador del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo del CSIC Juan Ramón Martínez-Morales, que ha dirigido el trabajo, compara el transporte activo de las integrinas hacia su frente de avance «con el movimiento de las orugas de un bulldozer».

Estos receptores de adhesión sirven de ancla para el ensamblaje local del citoesqueleto celular y permiten la propulsión de las células, según ha explicado.

La investigación ha descubierto que el mecanismo que controla el reciclaje y movimiento de las integrinas es esencial para la transmisión de las fuerzas que dirigen el modelado tridimensional de un tejido simple en un órgano complejo como es el ojo.

Los estudios han sido llevados a cabo en embriones del pez medaka (Oryzias latipes), un organismo modelo, y han contado con la colaboración de investigadores del Centro Andaluz de Biología Molecular y Medicina Regenerativa del CSIC y de la Universidad de Heidelberg (Alemania).
octubre 15/2012 (JANO.es)

Ozren Bogdanovic, Mariana Delfino-Machín, María Nicolás-Pérez, María P. Gavilán, Inês Gago-Rodrigues, Ana Fernández-Miñán. Numb/Numbl-Opo Antagonism Controls Retinal Epithelium Morphogenesis by Regulating Integrin Endocytosis. Developmental Cell 2012. Doi: 10.1016/j.devcel.2012.09.004.

El estudio ha sido publicado en The Journal of Cell Biology (doi:10.1083/jcb.201011077).

El tejido nervioso periférico se genera a partir de una población de células (llamadas células de la cresta neural) que se forman en el tubo neural embrionario (origen de la médula espinal y el cerebro) y que emigran de manera progresiva abandonando el tubo y colonizando tejidos y órganos periféricos.

El trabajo, realizado por el grupo de Aixa Morales y Ruth Díez del Corral, ambas del Instituto Cajal del CSIC, revela cuáles son las señales moleculares que permiten el desarrollo coordinado y continuo de las células neurales de la médula espinal y las del sistema nervioso periférico durante el progresivo crecimiento del embrión. “Estas señales son el ácido retinoico (forma activa de la vitamina A) y el FGF (Fibroblast Growth Factor) y controlan específicamente el momento correcto de la salida de las células de la cresta neural del tubo neural”, destaca Morales.

Este estudio permite conocer mejor los mecanismos moleculares que controlan el proceso de transición epitelio–mesénquima, que ocurre no sólo durante el desarrollo sino también en procesos patológicos como la metástasis tumoral. Asimismo, abre la puerta a la exploración de las bases moleculares de trastornos severos del desarrollo embrionario humano que cursan con fallos en la formación del sistema nervioso periférico como en el caso del megacolon aganglionar y otras neurocristopatías (enfermedades debidas a fallos en el desarrollo de la cresta neural).
Agosto 10/2011(JANO)

Nota: Los lectores del dominio *sld.cu tienen acceso al artículo a texto completo a través de Hinari.

Patricia L. Martínez-Morales, Ruth Diez del Corral, Isabel Olivera-Martínez,Alejandra C. Quiroga, Aixa V. Morales. FGF and retinoic acid activity gradients control the timing of neural crest cell emigration in the trunk. Publicado en The Journal of Cell Biology;vol. 194 no. 3 489-503.  Agosto 1/2011

PNAS. Glass-like dynamics of collective cell migration. published ahead of print. February 14, 2011,

Tomado de Selección Temática de Prensa Latina:  Copyright 2011 \»Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.\»