La investigación, llevada a cabo en Drosophila melanogaster, la mosca de la fruta, muestra que las señales de las Netrinas regulan la división asimétrica de las células madre neurales del sistema nervioso central de Drosophila, denominadas neuroblastos, que son precursoras de las neuronas y otras células del cerebro. El hallazgo ha sido publicado en la revista Current Biology.

Las Netrinas son una familia de moléculas extensamente estudiada, capaces de atraer o repeler a las células. Durante el desarrollo, las conexiones entre neuronas se establecen gracias a gradientes de estas moléculas que guían a los axones hasta su destino final. También están implicadas en los procesos de migración neuronal que tienen lugar durante el desarrollo embrionario.

La división asimétrica de las células madre es un proceso fundamental y universal para generar diversidad celular durante el desarrollo embrionario y para modular la homeostasis de los tejidos en la vida adulta. La división asimétrica de las células madre da lugar a dos células hijas distintas. Unas capaces de seguir multiplicándose para formar más células madre, que continúan dividiéndose, y otras que pierden la capacidad de dividirse para convertirse en los distintos tipos de células del organismo, que en el caso del sistema nervioso son las neuronas y las células gliales.

Este proceso tiene una gran relevancia biológica, tanto durante el desarrollo de un organismo como para mantener un equilibrio fisiológico en individuos adultos. Un fallo en la división celular asimétrica, que hace posible que una de las células hijas deje de dividirse e inicie un proceso de diferenciación, podría originar dos células hijas iguales a la célula madre (división simétrica) que continúan dividiéndose, produciéndose un exceso de células proliferativas. En las últimas décadas, la conexión entre los fallos en el proceso de división asimétrica y la formación de tumores se ha convertido en uno de los hallazgos más relevantes en este campo.

 “Básicamente, hemos descubierto una nueva función para las moléculas de guía axonal llamadas Netrinas que regula el exceso de proliferación de células madre y progenitoras neurales a través de la modulación de los niveles umbral de señalización de Robo1, otra molécula de guía axonal. En este trabajo hemos visto que la regulación de los niveles de señalización de Robo1 es crítica, puesto que tanto un exceso como una falta de señalización de Robo1 en las células madre y progenitoras neurales conlleva un exceso de proliferación de estos tipos celulares”, señala la investigadora Ana Carmena, que lidera el estudio. Carmena lleva más de 15 años investigando el proceso de división celular y los mecanismos que lo regulan para asegurar el correcto desarrollo del sistema nervioso y evitar divisiones descontroladas que pueden dar lugar a tumores.

Dada la alta conservación de estas moléculas de guía axonal, es posible que esta nueva función de las Netrinas en la mosca de la fruta, regulando el exceso de proliferación de células madre y progenitoras neurales, esté conservada en los vertebrados. Ello podría ser relevante para comprender mejor los procesos tumorales en humanos, además de tener potenciales implicaciones en terapias contra el cáncer a largo plazo.

‘Drosophila’, modelo de enfermedades humanas

Hace algunos años se demostró una conexión entre la división celular asimétrica comprometida y la formación de tumores (tumorogénesis) utilizando células madre neurales del cerebro larvario de Drosophila, llamadas neuroblastos, lo que ha hecho de esta mosca y de sus células madre neurales un sistema modelo ideal para ahondar en el conocimiento de este crítico campo.

El 75 % de genes asociados a distintas enfermedades humanas tienen un equivalente en el genoma de la mosca de la fruta. Sus 4 pares de cromosomas (frente a los 23 pares en humanos) y su breve ciclo de vida (9-10 días a 25ºC) permiten estudiar muchas generaciones en poco tiempo. Esto, unido a la versatilidad de herramientas genéticas desarrolladas para manipular su genoma, mutando o sobre expresando genes, entre otras múltiples ventajas, hacen de Drosophila una potente herramienta en biomedicina para abordar las bases moleculares de numerosas enfermedades humanas, incluido el cáncer.

abril 29/2022 (Dicyt)

El primer microbio sintético, diseñado hace cinco años en un ordenador y generado químicamente en un laboratorio del Instituto J. Craig Venter (JCVI), reunía en sus 473 genes la expresión mínima de vida artificial.

Sin embargo, ese Frankenstein microscópico, como la Criatura de Mary Shelley, no acababa de funcionar del todo bien: se comportaba de una forma extraña al crecer y dividirse, produciendo células con formas y tamaños muy dispares.

En una reciente investigación de la que dan cuentan en la revista Cell,  los científicos han identificado siete genes que se pueden añadir para lograr que la célula sintética se divida uniformemente.

La identificación de estos genes es un paso importante hacia la ingeniería de células sintéticas que culmine con funciones útiles, como la capacidad para generar medicamentos o combustible, o de servir como nanotécnicas para la detección de enfermedades desde el interior del organismo.

Esta nueva generación de organismos sintéticos está desarrollada por científicos del JCVI en colaboración con el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología  (NIST) y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Si el primer organismo artificial recibió el nombre de JCVI-syn3.0, su actualización se llama ahora JCVI-syn3A.

Junto a los siete genes que parecen mejorar la capacidad de división celular, al nuevo organismo se le han añadido 19 genes, optimizando así una primera versión quizá demasiado minimalista (la bacteria E. coli tiene unos 4 000 genes, y una célula humana, alrededor de 30 000).

La identificación de esos siete genes claves para el correcto crecimiento del organismo ha sido fruto de años de investigación, basada literalmente en el método del ensayo-error. Los codirectores de este estudio, John Glass y Lijie Sun (JCVI) recrearon los genes y construyeron docenas de cepas variantes añadiendo y eliminando genes de forma sistemática, para luego observar cómo esos cambios genéticos afectaban el crecimiento y la división celular.

Por su parte, los científicos del NIST, dirigidos por la bioingeniera Elizabeth Strychalski, medían los cambios conseguidos bajo el microscopio, lo que suponía todo un desafío, porque las células tenían que estar vivas para poder observarlas, algo especialmente difícil con este material tan pequeño y delicado. Para resolver este problema, los investigadores del MIT diseñaron un microquimiostato, una especie de mini-acuario, donde las células podrían mantenerse sin sobresaltos bajo un microscopio óptico. El resultado fue un video que mostraba las células sintéticas creciendo y dividiéndose.

Con ayuda de estos vídeos, los investigadores podían observar cómo afectaba la interrupción de un gen el proceso normal, y así tanteaban con uno u otro. “Nuestro objetivo es conocer la función de cada gen para que podamos desarrollar un modelo completo de cómo funciona una célula», afirma James Pelletier, del MIT.

Pero ese objetivo aún no se ha alcanzado. De los siete genes agregados a este organismo para la división celular normal, los científicos solo saben lo que hacen dos de ellos. No se conocen las funciones que desempeñan los otros cinco en la división celular. «La vida sigue siendo una caja negra«, reconoce Strychalski. Pero con esta célula sintética simplificada, los científicos pueden comprobar de primera mano lo que sucede en su interior. Podría convertirse en una herramienta de uso rutinario  para investigar las funciones esenciales de la vida.

El organismo que partió de una célula

La construcción del microbio sintético nace a su vez de una primera célula bacteriana sintética, creada en 2010 también en un laboratorio de JCVI. Esa primera célula, que se denominó JCVI-syn1.0, no partía complemente de cero. Sobre la base de un micoplasma, Mycoplasma mycoides, del que retiraron el ADN y lo reemplazaron por otro diseñado en un ordenador y sintetizado de forma artificial. Ese fue el primer organismo en la historia de la vida en la Tierra en tener un genoma completamente sintético.

La construcción y puesta en funcionamiento de la primera célula bacteriana sintética con capacidad de autorreplicarse demostró entonces que se pueden diseñar genomas por ordenador, generarlos químicamente en el laboratorio y trasplantarlos a una célula receptora para crear una nueva célula que puede autorreproducirse y solo esté controlada por el genoma sintético.

abril 09/2021 (Diario Médico)

Referencia:

Pelletier JF., Sun l., Wise KM., Assad-Garcia N., Bogumil J., Karas B.J., Deerinck T.J., Ellisman M.H.,  Mershin A., Gershenfeld N., Chuang RY., Glass J.I., Strychalski E.A., Genetic requirements for cell division in a genomically minimal cell, Genetic requirements for cell division in a genomically minimal cell, Cell, 2021, ISSN 0092-8674, https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.008.

Este fue el Método del Año para la revista ‘Nature‘  en 2013 y el gran avance científico de 2018 en ‘Science‘.

En uno de los más modernos secuenciadores genéticos del momento: el motor del Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG), en Barcelona. Nos los muestra Holger Heyn, un alemán que lleva ya cerca de diez años investigando en España y que ahora es el responsable del equipo de Genómica de Célula Única en el propio CNAG.

Ese análisis célula a célula es la gran esperanza científica para desentrañar el desarrollo de los organismos —humanos incluidos—, para establecer las bases de la regeneración de órganos, para crear un mapa de todas nuestras células o para destapar claves de algunas enfermedades tan esquivas como el cáncer.

De ahí que haya sido escogido como avance científico del año 2018 por la revista Science,

De batidos y árboles

“La genómica unicelular ha alcanzado la madurez de manera increíble”, decía hace un tiempo en una conferencia Eric Lander, el más que influyente director del Instituto Broad del MIT y Harvard. “Y, una vez que te das cuenta de que podemos hacer los análisis en células individuales, ¿cómo vas a aceptar un batido? Es una locura estar haciendo genómica en batidos”.

Los ‘batidos’ de Lander son los análisis tradicionales donde se recogen un montón de células cuyo ADN (o ARN, el mensajero del ADN) se mezcla antes de pasar por los secuenciadores. La información que resulta es un promedio del conjunto. Habrá árboles particulares que queden ocultos por el bosque y, sobre todo, no permite saber qué información concreta contiene cada célula en particular. El individuo se disuelve en la masa.

El análisis célula a célula es la gran esperanza científica para destapar claves de enfermedades tan esquivas como el cáncer

Estos análisis ya habían sido escogidos como el Método del Año en 2013 por la revista Nature.  “Pero por entonces apenas podían estudiarse diez o veinte células, eran tremendamente caros y muy poco resolutivos”, comenta Heyn. Ahora, en cambio, “podemos analizar 10 000 células en un solo experimento y hay proyectos para hacerlo con hasta un millón”.

La tecnología clave que ha posibilitado este salto es la basada en microfluidos, una herramienta que permite separar y canalizar cada célula en gotas diminutas a la vez que se introduce en su ADN un marcador o código de barras. Ese marcador permite identificar cada una de ellas una vez que han sido analizadas.

De esa manera puede estudiarse su ADN, su ARN e incluso su información epigenética, que pone los puntos y comas a la lectura del genoma. “La resolución no es perfecta todavía en ningún caso —reconoce Heyn—, pero lo más potente ahora mismo es el estudio del ARN”. En algunos de esos estudios se basó el reconocimiento al avance del año.

Un gusano que crece célula a célula
La planaria Schmidtea mediterranea es un animal insólito. Este gusano de apenas un centímetro es potencialmente inmortal: sus células madre renuevan sus órganos de manera continua y, si se parte en varios trozos, de cada uno emerge un nuevo gusano. La cabeza es capaz de regenerar una cola y la cola una cabeza, que incluso parece conservar algunos de sus recuerdos. Fue descubierto por el biólogo Jaume Baguñà en un pantano de Montjuic en 1968. Que se sepa, hoy apenas vive en Barcelona, en ciertas zonas de Menorca… y en una veintena de laboratorios de todo el mundo.

Uno de ellos está en el Centro de Medicina Molecular Max Delbrück, en Alemania. Allí, en 2018, usaron las técnicas de análisis célula a célula no solo para establecer un atlas celular del animal, sino también para estudiar los programas genéticos que conducían a su formación y regeneración. Entre otras sorpresas, encontraron que la cantidad de algunas células disminuía muy rápidamente. Eso indicaba que podían ser la reserva que alimentara el proceso de regeneración.

¿Podrían aplicarse esos descubrimientos a humanos para impulsar la medicina regenerativa? “Aún nos falta mucho por saber”, contestan en un correo consensuado Mireya Plass y Jordi Solana, los dos primeros firmantes del trabajo. “Las planarias adultas tienen más de un 30 % de células madre, cosa que dista mucho de nosotros. Aun así, esperamos que algunos de los mecanismos sí que sean los mismos”.

Lo que tienen claro es que antes no eran capaces de distinguir los distintos tipos de células en el desarrollo embrionario, y ahora van a recoger información “que será crucial para generar en el laboratorio células, tejidos y órganos que sirvan para tratar distintas patologías”.

Experimentos con el anfibio de Cortázar
Hubo un tiempo en que el escritor Julio Cortázar “pensaba mucho en los axolotl”. Tanto como para dedicarles un cuento asombroso a estos anfibios hipnóticos que se confunden con salamandras y que, como ellas, son capaces de regenerar sus miembros, esqueleto incluido. Cortázar estaba obsesionado con su mirada, ¿pero cómo consiguen ese inmenso poder de renovación?

Usando el nuevo arsenal de técnicas, investigadores alemanes han comprobado  cómo un tipo particular de células se desprograma para volver a un estado similar al embrionario y, a partir de ahí, dirigir la regeneración en los axolotl. Nuestra limitadísima habilidad para conseguir algo parecido quizá se deba a la incapacidad para reprogramar este tipo de células hasta esos estados. Nuestro hígado o nuestra piel pueden regenerarse parcialmente, pero son excepciones. No podemos hacer lo mismo con una pierna, un riñón o un corazón.

Gracias a estas técnicas se ha podido ver cómo actúan las células de los axolotl para regenerar sus miembros

Aquí el análisis crucial es el del ARN. El ADN no aporta información valiosa: esencialmente es el mismo en cada célula, lo importante es cómo se lee el código en forma de ARN en cada momento y lugar. Eso es lo que permite estudiar cómo, a partir de una única célula, se forma un animal con todos sus órganos y tejidos, tan diferentes entre sí pero tan iguales en su genética inicial. Cómo somos lo que somos.

Así lo han hecho otros grupos de investigación en 2018 con peces[F1]  y ranas, viendo cómo se encienden y apagan los genes en cada célula durante su desarrollo. Y así han conseguido seguir el desarrollo del cerebro y la médula espinal de un ratón hasta el día once tras su nacimiento, identificando en el camino más de cien tipos de células diferentes.

“Son estudios muy bonitos”, reconoce Heyn. “Permiten ver cosas que antes no podíamos ver y seguir el crecimiento sin hipótesis previas: cómo una célula se divide y empieza a hacer cosas diferentes en cada división”. Sin embargo, “esa es solo una pequeña parte de las posibilidades que ofrece”. Heyn se refiere a la posibilidad de trazar todo un atlas humano y a sus posibles aplicaciones en la medicina.

Un atlas celular que es una tabla periódica
Eric Lander lo explica así: “Si tuviéramos una tabla periódica de las células seríamos capaces de averiguar la composición de cualquier muestra”. Esa teórica tabla periódica que en su día revolucionó la química ha adoptado otra imagen, la de un atlas celular, y ha dado lugar a un proyecto que recoge la idea: el “Human Cell Atlas” (el Atlas Celular Humano).

Su objetivo es identificar cada célula del cuerpo, dónde se localiza y cómo actúa junto con el resto para formar los órganos y tejidos. Algo así como un Google Maps celular que sirva de referencia para “que luego podamos colocar las casas y los edificios encima”, visualiza Heyn, quien no duda de que será algo que “cambiará las reglas del juego, como en su día lo hizo el Proyecto Genoma”. La próxima reunión de la iniciativa tendrá lugar en octubre, en Barcelona.

Aunque es un consorcio voluntario y sin una financiación específica, ha contado con mecenas tan populares como Mark Zuckerberg, el fundador de Facebook, que “impulsó su inicio y colabora cofinanciando estudios concretos”.

El grupo de Heyn participa de dos maneras: es el responsable del control de calidad del proyecto y está encargado de estudiar todos los tipos de linfocitos B —las células que fabrican los anticuerpos— que existen en el cuerpo humano. “Queremos ver cómo se desarrollan y activan en cada lugar, cómo funcionan y cómo cambian mientras viajan por el cuerpo”.

Antes se pensaba que había 500 tipos de células diferentes, ahora se dice que hay al menos diez veces más. “Pero los números bailan mucho y seguramente sean aún mayores”, reconoce Heyn. “La clave está en pensar que las células son increíblemente plásticas, que hay muchísima más variedad de la que hasta hace nada podíamos estudiar”.

En apenas dos años de vida, el proyecto ya ha producido avances: ha servido para identificar un nuevo tipo de neuronas,  a las que han llamado ‘rosa mosqueta’ y que por el momento parecen exclusivas de los humanos; ha permitido establecer un mapa de las células de la barrera placentaria y descubrir aquellas que modulan la respuesta de las defensas e impiden su rechazo; han hallado, incluso, un nuevo tipo de célula pulmonar  que parece involucrada en la fibrosis quística, una enfermedad hereditaria potencialmente mortal.

Una vez delimitada la función de una célula, cuando esa función falle en el organismo sabremos quién es la responsable, qué célula hay que estudiar. El proyecto LifeTime   propone enfocar este tipo de técnicas al estudio de la enfermedad. La iniciativa aspira a conseguir y (ha llegado a la fase final de evaluación) una financiación de 1 000 millones de euros de la Comisión Europea como proyecto Flagship (igual que lo fueron el Proyecto Grafeno o el del Cerebro Humano).

Una de las enfermedades donde más darán que hablar las nuevas herramientas es el cáncer. Si estas técnicas tienen sentido “allí donde haya heterogeneidad”, como subraya Heyn, el cáncer es el perfecto candidato.

En la salud y en la enfermedad
Un tumor es, en esencia, una máquina evolutiva. Acumula cambios y mutaciones de forma desenfrenada. Pero los cambios pueden ser diferentes en unas células u otras. Algunas pueden dar lugar a metástasis, otras son capaces de resistir a los tratamientos y regenerar el tumor y las de más allá se limitan a crecer sin aparente control. Si las células sanas comparten en esencia un mismo ADN, las de un tumor pueden ser primas muy lejanas.

La heterogeneidad y la capacidad evolutiva del cáncer son uno de los grandes retos de la medicina y, seguramente, el gran obstáculo de la nueva medicina de precisión. El que algunas células adquieran nuevas mutaciones clave —o que unas pocas sean capaces de resistir el tratamiento escogido— hace que la eficacia de las terapias sea, generalmente, solo temporal. Las técnicas de análisis célula a célula pueden servir para conocer mejor la biología del cáncer y, con ello, superar parte de estos obstáculos.

El análisis ya ha dado lugar a un posible tratamiento para prevenir el retinoblastoma, un cáncer hereditario

“Antes teníamos que deducir esa evolución, ahora puedes ver directamente el árbol que construye”, explica Heyn. Las aplicaciones —aunque incipientes y no exentas de dificultades— son notables. Por ejemplo: los grandes proyectos de medicina de precisión se están basando en dar tratamientos si encuentran una determinada mutación en el tumor, pero no tienen en cuenta la cantidad de células que la contienen y, sobre todo, no pueden saber qué tipo de células son y cuál es su función. Así no solo es más difícil predecir su eficacia, también lo es evitar las recaídas de la enfermedad.

Otro ejemplo: no se conoce el tipo de células que dan origen a muchos tumores. En el caso del retinoblastoma, un cáncer hereditario, este análisis ha permitido identificar la pequeña población de células de la retina que lo inicia. Al aislarlas y estudiar su metabolismo, los investigadores han propuesto un tratamiento para prevenirlo. “Como los efectos se producen solo en estas células, no podíamos verlos cuando analizábamos el tejido completo del ojo”, explican.

Por qué somos como somos
Los potentes programas informáticos de estos análisis contribuirán también al desarrollo de la biopsia líquida, la posibilidad de detectar o seguir la evolución de un tumor a través de su rastro en la sangre. Y la tecnología ya se está empleando para estudiar con detalle la respuesta de nuestras defensas y qué tipo concreto de células actúan en la tan prometedora inmunoterapia contra el cáncer. Conocerlas es un paso clave para conseguir mejorarla.

“Otras enfermedades que pueden beneficiarse de estas técnicas son las autoinmunes —afirma Heyn— porque todavía no sabemos qué tipo de células son las que producen los ataques”. Entre ellas están enfermedades inflamatorias como la de Crohn, el lupus o la esclerosis múltiple. “Y también servirá para saber en el alzhéimer qué tipo de células mueren en cada etapa”.

La visita termina con una declaración entusiasta en la que, sin embargo, es difícil encontrar impostación: “Estas técnicas nos permiten ver aquello que ni siquiera sabíamos que existía”, afirma Heyn. “Nos van a ayudar a estudiar la complejidad de la vida, a saber cómo estamos construidos. Y, una vez tengamos un atlas, podremos compararlo con aquello que falla, en nosotros y entre nosotros”.

junio 25/ 2019 (SINC)

 
[F1]

“Es magia, un baile increíble en el que las propias células se dividen las tareas”, dice maravillado por la sencillez de la biología el físico Xavier Diego, investigador de la nueva sede en Barcelona del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL). 

En 1952, un par de años antes de suicidarse, el matemático Alan Turing, que contribuyó a la derrota de la Alemania nazi al descifrar el código Enigma, planteó una teoría para explicar la creación de patrones en los seres vivos. Sin embargo, sus ecuaciones fueron ignoradas durante años, sobre todo en el campo de la embriología.

“La idea es muy bonita y revolucionaria, pero el fenómeno que propone es contraintuitivo”, comenta Diego a Sinc, que publica en la revista Physical Review X un estudio con nuevas pruebas que le darían la razón a Turing.

Según el padre de la computación, desde la distribución de las rayas de una cebra a la disposición de los folículos capilares o las plumas de las aves se rigen por una combinación especial entre moléculas que crean estos patrones biológicos. “Las células se autoorganizan sin un director de orquestra ni un manual de instrucciones, como el que utilizas para montar un mueble de Ikea”, explica con esfuerzo divulgativo el autor principal del trabajo. “Los patrones de Turing son el paradigma de la autoorganización”, subraya.

Ruptura de la simetría

Los dos procesos que contribuyen a la creación de estas estructuras son la difusión de moléculas a través del espacio y la reacción química entre ellas. Tal y como predijo el matemático británico, la diferencia es que debido a una combinación precisa entre reacción y difusión no se crean los patrones homogéneos habituales sino que la simetría se rompe y se generan patrones periódicos.

De esta manera, a pesar de contener la misma información genética y, por lo tanto, las mismas instrucciones, las células pueden diferenciarse en distintos tipos celulares de piel, sangre y músculo, entre muchísimos otros.

En los últimos años, las matemáticas de Turing han inspirado numerosos trabajos sobre patrones biológicos, sobre todo en la pigmentación de los animales. Uno de los más recientes y destacados es el de la formación de los dedos de las manos y los pies que en 2014 firmó James Sharpe, investigador de EMBL en Barcelona, y coautor del trabajo actual, que recogió los datos durante su estancia previa en el Centro de Regulación Genómica (CRG).

Ahora, el grupo liderado por Sharpe ha aplicado la teoría de grafos, una rama de las matemáticas que estudia las propiedades de redes, para extender la teoría de Turing y revelar propiedades desconocidas de estos sistemas.

Los resultados del trabajo publicado recientemente se convierten en una promesa para la biología sintética, en concreto para la ingeniería de tejidos, que se puede beneficiar de la comprensión de los patrones de Turing para crear nuevas estructuras como órganos y tejidos. “Los patrones de Turing nos ofrecen una paleta de diseños posibles en células”, resalta Diego sobre la teoría del científico británico: “Fue una idea muy revolucionaria, quizás demasiado”.
julio 2/2018 (agenciasinc.es)

Aurora-A es una proteína que participa en la división de las células y cuyos niveles de expresión están aumentados en un gran número de cánceres humanos, sobre todo en aquellos con mal pronóstico.

Son varias las compañías farmacéuticas que han desarrollado recientemente inhibidores de la proteína, aunque todavía se desconocen los efectos terapéuticos y fisiológicos que su bloqueo pueda causar en tejidos adultos.

Ahora, un estudio dirigido por Ignacio Pérez de Castro y Marcos Malumbres, investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), describe en modelos murinos las consecuencias celulares de la eliminación genética de Aurora-A, una importante diana para el desarrollo de nuevos agentes contra el cáncer.

El trabajo, que ha contado con la colaboración de los investigadores Terry Van Dyke y Dale Cowley de la North Caroline University, en EE UU, se publica en Cancer Research (doi:10.1158/0008-5472.CAN-13-0586).

Aurora-A es una proteína implicada en la regulación del ciclo celular, un proceso por el que las células se reproducen y forman tejidos. A pesar de que estas funciones elementales habían sido ampliamente estudiadas en varios organismos modelo y embriones de ratón, su papel en los tejidos y organismos adultos era todavía desconocido.

Aurora-A es una proteína implicada en la regulación del ciclo celular, un proceso por el que las células se reproducen y forman tejidos

Los autores del trabajo han descubierto, a través de ratones deficientes en Aurora-A generados por manipulación genética, que la ausencia de la proteína provoca un aumento en el número de células con alto contenido en ADN, consecuencia de un reparto aberrante del material genético al dividirse.

“Este fenómeno provoca defectos en la proliferación celular, así como un incremento en el número de células muertas y senescentes, lo que desencadena un envejecimiento prematuro de los animales estudiados”, apunta Ignacio Pérez de Castro.

“También observamos en estos ratones un aumento en el daño de su ADN y, lo más importante, una reducción en la progresión de tumores de piel y mama”, añade.

Aurora-a, envejecimiento y cáncer

El estudio ayuda a resolver dos de las grandes limitaciones con la que se encuentran las empresas farmacéuticas que realizan ensayos clínicos con inhibidores de las proteínas Aurora.

Por una parte, los compuestos usados en ensayos clínicos no son completamente específicos y no son capaces de discriminar adecuadamente entre los tres miembros de la familia Aurora: Aurora-A, B o C. así, los ratones generados confirman el valor terapéutico del primer miembro de esta familia de proteínas.

“Por otra parte, los estudios clínicos con estos inhibidores tienen problemas de seguimiento relacionados con una falta de marcadores que permitan seguir sus efectos en las células”, indica Marcos Malumbres.

Los investigadores proponen el estudio del volumen del núcleo celular, consecuencia del cambio de contenido de ADN, como nueva herramienta para evaluar la eficiencia de estas nuevas drogas anticancerígenas.

Puesto que la inhibición de Aurora-A daña el ADN, el equipo asegura que el uso de drogas inhibidoras de dicha proteína podría sensibilizar a los tumores frente a agentes anticancerígenos, actualmente en uso clínico, que atacan células con altos niveles de daño en su material genético.
noviembre 15/2013 (SINC)

Ignacio Pérez de Castro,Cristina Aguirre-Portolés,Gonzalo Fernández-Miranda,Marta Cañamero,Dale O. Cowley,Marcos Malumbres.Requirements for Aurora-A in Tissue Regeneration and Tumor Development in Adult Mammals.Cancer Res Nov 15, 2013 73:6804-6815

Una proteína llamada condensina, con un papel fundamental en la división celular, tiene una elevada actividad en el cáncer colorrectal, ayudando a que la célula tumoral pueda dividirse rápidamente.

Un equipo del Centro de Investigación en Nanomedicina para Biología Molecular y Bioquímica del Hospital Valle de Hebrón (VHIR), de Barcelona, ha encontrado que una proteína llamada condensina, con un papel fundamental en la división celular, tiene una elevada actividad en el cáncer colorrectal, ayudando a que la célula tumoral pueda dividirse rápidamente.

La inhibición de esta proteína conduce a la apoptosis; por lo tanto, la aplicación de esta investigación se centra en sus propiedades como posible marcador de crecimiento del tumor y, al mismo tiempo, como diana terapéutica en cáncer colorrectal.

Esta proteína tiene ya una patente transferida por sus propiedades como marcador de proliferación celular tumoral y como diana terapéutica.

Vía molecular Wnt
El trabajo, publicado en Journal of Biology and Chemistry (doi: 10.1074/jbc.M112.428466.) y en el que también ha participado Lucía Suárez, revela que esta proteína está directamente regulada por la vía molecular Wnt, principal implicada en cáncer colorrectal. Los resultados del estudio también explican cómo esta vía Wnt aumenta la expresión de las condensinas, proteínas con un papel importante en la condensación cromosómica, como indica su nombre, e imprescindibles para la rápida división de la célula tumoral.

“El papel de estas proteínas también se ha comprobado, de manera inversa, en modelos animales, es decir, se han bloqueado estas condensinas y se ha visto que su inhibición conducía a una muerte celular tumoral rápida”, según Simón Schwartz, director del Cibbim-Nanomedicine.

Cuando la célula se divide es necesario ordenar la información genética. Un tumor se caracteriza por su división incontrolada. Para poder realizar la división, las células organizan su información genética en paquetes (condensación cromosómica), para evitar pérdidas y destrucción del material genético, de manera comparable a los paquetes y embalajes que se hacen en el caso de una mudanza.

Complejas relaciones
Se ha descubierto que las condensinas son unas proteínas implicadas en esta condensación cromosómica y sirven para poder hacer esto de manera rápida y ágil. “Siguiendo con el símil, se podrían comparar las condensinas a algo así como a los profesionales del empaquetamiento de una empresa de mudanzas”.
Además, se sugiere que el tumor establece relaciones moleculares complejas para asegurar su supervivencia.

El trabajo también ha identificado de manera precisa cómo las células tumorales utilizan en beneficio propio estas condensinas y cómo la producción de esta proteína está regulada por la vía molecular Wnt, implicada en el tumor colorrectal.

Wnt, interactuando con otra vía oncogénica y por medio del factor de transcripción génica TCF4, promueve la sobreexpresión de las condensinas y, de esta manera, el tumor se asegura su velocidad de división celular para sus propios requerimientos.
enero 17/2013 (Diario Médico)

Dávalos V, Súarez-López L, Castaño J, Messent A, Abasolo I, Schwartz S Jr. Human SMC2 Protein, a Core Subunit of Human Condensin Complex, Is a Novel Transcriptional Target of the WNT Signaling Pathway and a New Therapeutic Target. J Biol Chem. 2012 Dic 21;287(52):43472-81.

Un equipo del Centro de Investigación en Nanomedicina para Biología Molecular y Bioquímica del Hospital Valle de Hebrón (VHIR), de Barcelona, ha encontrado que una proteína llamada condensina, con un papel fundamental en la división celular, tiene una elevada actividad en el cáncer colorrectal, ayudando a que la célula tumoral pueda dividirse rápidamente.

La inhibición de esta proteína conduce a la apoptosis; por lo tanto, la aplicación de esta investigación se centra en sus propiedades como posible marcador de crecimiento del tumor y, al mismo tiempo, como diana terapéutica en cáncer colorrectal.

Esta proteína tiene ya una patente transferida por sus propiedades como marcador de proliferación celular tumoral y como diana terapéutica.

Vía molecular Wnt
El trabajo, publicado en Journal of Biology and Chemistry (doi: 10.1074/jbc.M112.428466.) y en el que también ha participado Lucía Suárez, revela que esta proteína está directamente regulada por la vía molecular Wnt, principal implicada en cáncer colorrectal. Los resultados del estudio también explican cómo esta vía Wnt aumenta la expresión de las condensinas, proteínas con un papel importante en la condensación cromosómica, como indica su nombre, e imprescindibles para la rápida división de la célula tumoral.

«El papel de estas proteínas también se ha comprobado, de manera inversa, en modelos animales, es decir, se han bloqueado estas condensinas y se ha visto que su inhibición conducía a una muerte celular tumoral rápida», según Simón Schwartz, director del Cibbim-Nanomedicine.

Cuando la célula se divide es necesario ordenar la información genética. Un tumor se caracteriza por su división incontrolada. Para poder realizar la división, las células organizan su información genética en paquetes (condensación cromosómica), para evitar pérdidas y destrucción del material genético, de manera comparable a los paquetes y embalajes que se hacen en el caso de una mudanza.

Complejas relaciones
Se ha descubierto que las condensinas son unas proteínas implicadas en esta condensación cromosómica y sirven para poder hacer esto de manera rápida y ágil. «Siguiendo con el símil, se podrían comparar las condensinas a algo así como a los profesionales del empaquetamiento de una empresa de mudanzas».
Además, se sugiere que el tumor establece relaciones moleculares complejas para asegurar su supervivencia.

El trabajo también ha identificado de manera precisa cómo las células tumorales utilizan en beneficio propio estas condensinas y cómo la producción de esta proteína está regulada por la vía molecular Wnt, implicada en el tumor colorrectal.

Wnt, interactuando con otra vía oncogénica y por medio del factor de transcripción génica TCF4, promueve la sobreexpresión de las condensinas y, de esta manera, el tumor se asegura su velocidad de división celular para sus propios requerimientos.
enero 17/2013 (Diario Médico)

Dávalos V, Súarez-López L, Castaño J, Messent A, Abasolo I, Schwartz S Jr. Human SMC2 Protein, a Core Subunit of Human Condensin Complex, Is a Novel Transcriptional Target of the WNT Signaling Pathway and a New Therapeutic Target. J Biol Chem. 2012 Dic 21;287(52):43472-81

Chicago, junio 9/2010 (AFP)