MADRID, 25 Feb. (EUROPA PRESS) -
Investigadores del Instituto Babraham, en Reino Unido, han publicado su último trabajo en la revista 'Cell Stem Cell', donde describen un nuevo subconjunto de células madre embrionarias humanas que se asemejan mucho a las células presentes en el "despertar" genómico de la fase de 8 células del embrión humano.
Este nuevo modelo de células madre permitirá a los investigadores trazar un mapa de los cambios genómicos clave durante el desarrollo temprano, y ayudará a avanzar hacia una mejor comprensión de las implicaciones de los errores de activación del genoma en los trastornos del desarrollo y la pérdida de embriones.
En todos los mamíferos, el embrión temprano experimenta una serie de acontecimientos moleculares justo después de la fecundación que sientan las bases para el resto del desarrollo. Durante este "despertar" clave, el genoma del embrión toma el control de las actividades celulares del genoma materno. En los humanos, esto ocurre en la fase de 8 células y se denomina activación del genoma cigótico (ZGA).
Antes de los hallazgos de este estudio, la investigación de los detalles de la ZGA humana sólo podía hacerse en embriones humanos; los modelos de células madre humanas existentes sólo representaban al embrión en etapas posteriores del proceso de desarrollo. En el Reino Unido, los experimentos con embriones están permitidos pero muy regulados, lo que significa que la investigación del desarrollo temprano dependía en parte de modelos alternativos no humanos.
En 2012, se encontraron células representativas de la fase de activación del genoma en células madre embrionarias (ESC) de ratón, lo que permitió a los investigadores conocer mejor el ZGA de los mamíferos. Casi una década después, el laboratorio de Reik en el Instituto ha encontrado un equivalente humano. El descubrimiento del laboratorio abre una vía para avanzar en el conocimiento de los primeros acontecimientos del desarrollo preimplantacional.
La doctora Jasmin Taubenschmid-Stowers, autora principal e investigadora del laboratorio Reik, que forma parte del programa de investigación sobre epigenética del Instituto, resalta que "el estudio de las células madre embrionarias de ratón ha permitido a los investigadores conocer el proceso general de activación del genoma, pero podríamos aprender aún más sobre este importante paso en el desarrollo humano gracias a nuestro descubrimiento de un homólogo en las células madre humanas".
Para funcionar, las células toman copias del genoma en forma de un código de ARN que se traduce en proteínas. El resultado del código de ARN se denomina transcriptoma y puede utilizarse para identificar diferentes poblaciones de células.
En este estudio, los investigadores utilizaron los conjuntos de datos humanos existentes y la información procedente de los estudios con CME de ratón para identificar las marcas características del transcriptoma que podrían estar relacionadas con la activación del genoma. Utilizando técnicas de células individuales, iniciaron la búsqueda de células similares en su población de CME humanas.
El equipo encontró un subgrupo de CME humanas con las marcas transcriptómicas adecuadas que podrían corresponder al estadio de 8 células, cuando se produce la mayor ola de activación del genoma. Llamaron a estas células "células parecidas a las de 8 células" o 8CLC y utilizaron los datos humanos publicados para validar y confirmar aún más que estas células compartían los mismos resultados moleculares indicativos de la activación del genoma y que podían servir de modelo fiable para futuros estudios.
Para seguir explorando el alcance de las similitudes entre sus 8CLC y el estadio de 8 células en embriones humanos, el equipo trabajó con la profesora Jennifer Nichols del Wellcome - MRC Cambridge Stem Cell Institute. Juntos pudieron seleccionar y buscar proteínas presentes en ambos conjuntos de células que fueran indicativas de ZGA. Sus resultados mostraron que las proteínas asociadas a la ZGA de las 8CLC coincidían estrechamente con las observadas en los embriones humanos de 8 células.
Jasmin subraya que "la colaboración con la profesora Nichols y su equipo fue vital, ya que pudimos identificar las proteínas seleccionadas y observarlas realmente en células embrionarias humanas de 8 células fijas en comparación con nuestras nuevas células madre homólogas. Este trabajo confirmó que nuestras células similares a las de 8C también coincidían a nivel de proteínas, además de los datos transcriptómicos, lo que proporcionó la validación de que las células similares a las de 8 células coincidían con las células embrionarias en múltiples capas moleculares".
"Nuestro objetivo es ahora caracterizar estas células y comprender sus propiedades únicas, de modo que podamos utilizar células similares a las de 8 como herramienta para plantear preguntas sobre los cambios moleculares que pueden causar problemas de desarrollo en esta etapa temprana", señala el profesor Wolf Reik, líder del grupo del Instituto Babraham.
