ConversaciA?n genA�tica

Los genes reguladores competidores «hablan» entre sA� para mantener el equilibrio del estado celular, segA?n concluye una nueva investigaciA?n del Instituto Stowers para la InvestigaciA?n MA�dica, en Kansas City, Missouri, Estados Unidos. En un estudio publicado en la ediciA?n digital de este lunes de ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’, los cientA�ficos de Stowers Bony De Kumar y Robb Krumlauf proporcionan evidencia de retroalimentaciA?n directa entre los genes Nanog y Hox.

Estas dos familias de genes regulan la pluripotencia celular y la diferenciaciA?n, respectivamente. Cuando las cA�lulas son pluripotentes, tienen la capacidad de auto-renovarse y el potencial para cambiar a cualquiera de una serie de tipos de cA�lulas. Y cuando las cA�lulas se diferencian, se convierten en un tipo celular mA?s especializado, como el corazA?n, el cerebro o las cA�lulas de la piel.

Es sabido que, en organismos adultos, lograr un equilibrio entre estos dos estados es importante para mantener muchos tejidos en equilibrio. Por ejemplo, el suministro de sangre tiene cA�lulas que se estA?n diferenciando, muriendo o siendo reparadas, y se necesita una poblaciA?n de reserva de cA�lulas madre adultas productoras de sangre para ayudar a reemplazarlas.

El estudio de Stowers sugiere que el equilibrio entre la pluripotencia y la diferenciaciA?n depende en parte de la comunicaciA?n reguladora que implica la inhibiciA?n entre los genes Nanog y Hox. Krumlauf compara esta conversaciA?n con los padres dando instrucciones a sus hijos.

«Los padres pueden decir: ‘Necesitas sacar buenas notas, necesitas aprender esto’, para una orientaciA?n positiva, pero es probable que refuercen la importancia de ese consejo y minimicen los resultados negativos diciendo: ‘no quieres hacer esto», describe Krumlauf, investigador y director cientA�fico del Instituto Stowers y autor principal del estudio.

Tanto las instrucciones positivas como las negativas son importantes. Los genes Nanog y Hox tienen cada uno sus propios puestos de trabajo e inhibiA�ndose entre sA� que trabajan juntos para dirigir el equilibrio adecuado de los estados celulares, ayudando a las cA�lulas evitar giros equivocados y permanecer en la direcciA?n correcta.

«La diferenciaciA?n y la pluripotencia son procesos bien estudiados –dice el primer autor De Kumar–. En realidad, este documento vincula los procesos, pero antes no sabA�amos que estos caminos hablaban entre sA�; fue bastante sorprendente para nosotros».

Los investigadores hicieron el descubrimiento mientras estudiaban genes Hox en las primeras etapas de la diferenciaciA?n de cA�lulas madre embrionarias de ratA?n. Estos «genes arquitectos» controlan el diseA�o de un embriA?n en desarrollo y juegan un papel clave en el establecimiento del plan corporal bA?sico y el desarrollo craneofacial, como revela este trabajo, financiado por el Instituto Stowers para la InvestigaciA?n MA�dica.

A las dos horas y 12 horas de tratamiento con A?cido retinoico, los investigadores descubrieron que tanto los genes Hox como Nanog se unieron a muchos de los mismos sitios objetivo de la cA�lula, lo cual es un indicativo de la interferencia reguladora entre las vA�as de pluripotencia y diferenciaciA?n. TambiA�n observaron que, dependiendo del contexto, Hox y Nanog se reprimen mutuamente. Los hallazgos pintan un cuadro de estados celulares que es mA?s plA?stico que en un programa fijo.

«En los A?ltimos entre 10 y 20 aA�os, los biA?logos han demostrado que las cA�lulas estA?n evaluando activamente su entorno y que tienen muchos destinos que pueden elegir. Los lazos regulatorios que hemos encontrado muestran cA?mo se mantiene la naturaleza dinA?mica de las cA�lulas», afirma Krumlauf.

El trabajo proporciona informaciA?n importante sobre los procesos bA?sicos de la formaciA?n de tejidos y tiene relevancia para el campo de la medicina regenerativa y el desarrollo de enfoques terapA�uticos para ciertos tipos de cA?ncer, segA?n destacan los investigadores.