Podría decirse que es el músculo que trabaja más duro en nuestro cuerpo y sin su incesante, el golpear regularmente nuestros órganos estaría privado de nutrientes que dan vida.
Sin embargo, la forma en que el corazón crece de una capa delgada de células en el embrión a este órgano poderoso y simbólico ha permanecido en gran medida desconocida.
Ahora los investigadores del Centro de Regulación Genómica CRG en Barcelona han descubierto un interruptor genético único que parece guiar a las células madre para que se conviertan en músculo cardíaco especializado.
Los hallazgos, que se publican en la revista Cell Stem Cell, podrían ayudar a revelar las causas subyacentes de los defectos cardíacos en las enfermedades cardíacas congénitas. También pueden conducir a nuevas formas de controlar las células madre en el laboratorio para desarrollar kits de reparación celular parapacientes con corazones dañados.
Dirigido por el Dr. Luciano Di Croce, epigenético del Profesor de Investigación CRG e ICREA, el equipo de investigación descubrió que una proteína conocida como Mel18 es responsable de regular una pieza de maquinaria celular que aplica silenciadores temporales al ADN en las células en desarrollo.
Esta proteína normalmente está activa en un grupo de células madre embrionarias en el mesodermo, una capa en el embrión que se desarrolla en todos los músculos y glóbulos rojos del cuerpo.
Al actuar sobre un complejo de proteínas conocido como PRC1, un miembro de la familia Polycomb de complejos de proteínas que remodelan la estructura de los cromosomas, es capaz de silenciar ciertos genes. Esto parece activar las células en desarrollo por un camino quelos ve diferenciarse en células del músculo cardíaco especializadas.
Sin embargo, los investigadores encontraron que Mel18 también cumple otra función inesperada al activar genes particulares a medida que las células cardíacas comienzan a desarrollarse en el mesodermo. Juntas, esta funcionalidad dual parece dar como resultado el crecimiento de tejido cardíaco sano.
Según el Dr. Di Croce: "Mel18 se expresa altamente en células madre embrionarias. Durante la diferenciación, su expresión disminuye, mientras que la de sus hermanos aumenta. Curiosamente esto ocurre de manera específica de la célula, lo que significa que cada hermano parece serresponsable de la diferenciación de un conjunto de tipos de células. Mel18 sigue siendo alta en las células cardíacas, aunque no se expresa realmente en los precursores de las células neuronales, por ejemplo. Aunque no lo hemos examinado con gran detalle, es probable quela expresión de Mel18 en células cardíacas podría ser responsable de defectos cardíacos o patologías ".
El equipo de investigación utilizó una serie de experimentos con células madre en cultivo en el laboratorio, junto con técnicas de secuenciación genética, para determinar que Mel18 se une a genes clave y regula su transcripción. También se descubrió que las células mesodermo con niveles reducidos de Mel18bloqueado del desarrollo como células del músculo cardíaco en funcionamiento y pocos fueron capaces de latir.
Esto sugiere que las deficiencias en Mel18 pueden estar involucradas en causar ciertos problemas cardíacos donde el músculo cardíaco se desarrolla anormalmente, según el Dr. Lluís Morey, quien fue el autor principal del estudio en el CRG.
Sin embargo, estudios previos en ratones han demostrado que los animales con mutaciones en el gen Mel18 desarrollan corazones aparentemente normales y mueren poco después del nacimiento.
El Dr. Di Croce dijo: "Esto debe investigarse más a fondo. Podría ser que algunos de los hermanos de Mel18 puedan compensar la deficiencia de Mel18 durante el desarrollo temprano".
Aprovechar Mel18 también promete facilitar el crecimiento de células cardíacas funcionales en el laboratorio a partir de células madre pluripotentes inducidas o células iPS. Estas evitan el uso de embriones al revertir las células adultas a un estado más similar al embrión y se consideran comouna rica fuente de células para investigación o uso clínico en el tratamiento de pacientes.
El Dr. Morey, autor principal del artículo y ahora profesor asistente de la Universidad de Miami, dijo: "Esto podría proporcionar en el futuro una forma útil de 'reconvertir' iPS humanos en células cardíacas".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro de Regulación Genómica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :