Desde la aparición de la genética molecular hace más de cincuenta años, los científicos han tratado de aislar células de mamíferos haploides, es decir, células con la mitad del número de cromosomas contenidos en las células somáticas. Las células haploides son una poderosa herramienta genética para analizar la función genética.En la última década, varios investigadores finalmente lograron desarrollar cultivos de líneas celulares haploides. Sin embargo, estas líneas celulares son inestables y tienen tendencia a la diploidación. Ahora, los investigadores del Centro Nacional de Investigación del Cáncer CNIO han identificado compuestos químicos queaumentar la estabilidad de las líneas celulares haploides de mamíferos. El estudio se publica en el último número de Informes de celda .
Con la excepción de los espermatozoides y los óvulos, las células humanas tienen dos conjuntos de cromosomas, uno heredado de cada padre. Sin embargo, los organismos con un solo conjunto de cromosomas pueden ser extremadamente útiles para la investigación científica ". Células con un solo conjunto deLos cromosomas son una herramienta poderosa para estudiar las funciones de los genes, ya que puede modificar solo una copia del gen para analizar sus efectos en el organismo ", dice Óscar Fernández-Capetillo, Jefe del Grupo de inestabilidad genómica del CNIO y líder del estudio.
Las células haploides en microorganismos como las levaduras se han usado ampliamente para obtener información poderosa que ha revolucionado la historia de la biomedicina. Las levaduras fueron utilizadas, por ejemplo, por los Premios Nobel de Fisiología de 2001 para identificar moléculas clave que regulan el ciclo celular en eucariotasSin embargo, las levaduras y los humanos están separados por un billón de años de evolución, y muchos mecanismos biológicos no han sido retenidos, lo que significa que no pueden estudiarse en estos microorganismos.
Dado que los cultivos de células haploides de mamíferos no estaban disponibles hasta hace poco, los investigadores han utilizado otras herramientas para realizar pruebas genéticas, como ARN interferente. Sin embargo, estas estrategias alternativas tienen efectos no específicos que son inconvenientes para cualquier enfoque genético. En los últimos años, los científicos han logrado aislar líneas celulares haploides de mamíferos. Primero, se obtuvo una línea celular casi haploide de un paciente con leucemia; años más tarde, se desarrollaron métodos para establecer líneas celulares de células madre haploides embrionarias de varios mamíferos, incluidos los humanos.Todos estos cultivos celulares haploides animales son altamente inestables y se vuelven diploides rápidamente.
"Hace dos años, descubrimos que las células haploides activan mecanismos de muerte celular a través de la proteína p53; como resultado, las células haploides ya no son viables en cultivo y desaparecen progresivamente", dice Fernández-Capetillo 1. "Estos resultadosexplicó por qué es tan difícil mantener células haploides animales en el laboratorio "
Ahora, los investigadores del CNIO han utilizado métodos de detección química para buscar entre casi 1,000 compuestos aquellos que seleccionan células haploides contra células con una mayor cantidad de cromosomas. El estudio reveló que un precursor en la síntesis del agente anticancerígeno Taxol llamado DAB 10-Deacetylbacattin III permite que las células haploides crezcan mejor y reemplacen a las células diploides en cultivos.
"Este compuesto actúa sobre los microtúbulos, factores involucrados en la migración de los cromosomas durante la división celular. Cuando los microtúbulos son desafiados usando DAB, las células con un mayor número de cromosomas se ven más gravemente afectadas, mientras que las células con un menor número de cromosomas puedencontinúe con la división celular ". Este efecto no se limita a las células haploides, ya que las células tetraploides células con cuatro juegos de cromosomas expuestas a DAB también se ven más significativamente afectadas que las células diploides. En otras palabras, esta estrategia permite a los investigadores seleccionar genéricamentecélulas con un menor número de cromosomas en cultivos mixtos de células de mamíferos.
Independientemente de la utilidad de estos resultados para los investigadores que trabajan con células haploides animales, el estudio también es relevante para los investigadores del cáncer, ya que los efectos del DAB también se pueden obtener con pequeñas dosis del medicamento contra el cáncer Taxol. En este contexto, los autores quieren proponer que dosis bajas de taxanos podrían permitir la eliminación selectiva de las células poliploides, lo que según estudios genómicos recientes podría estar presente en hasta el 37 por ciento de los tumores humanos. Por lo tanto, "los resultados de este estudio podrían ayudar a identificarpacientes con cáncer que podrían beneficiarse preferentemente de un tratamiento con taxol u otros derivados de taxanos ", dice Fernández-Capetillo.
Este estudio ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España, el Instituto Nacional de Salud Carlos III, Boehringer Ingelheim Fonds, la Fundación Botín y el Banco Santander a través de las Universidades de Santander, el Consejo Europeo de Investigación y la Asociación Española contra el CáncerAECC.
1 Una respuesta dependiente de p53 limita la viabilidad de las células haploides de mamíferos. Teresa Olbrich, Cristina Mayor-Ruiz, Maria Vega-Sendino, Sergio Ruiz, Oscar Fernandez-Capetillo, Carmen Gómez, Sagrario Ortega PNAS 2017. DOI: 10.1073 / pnas.1705133114
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Materiales proporcionados por Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas CNIO . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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