Los científicos descubren un nuevo tipo de célula embrionaria que se autodestruye para proteger al embrión en desarrollo

Los científicos que estudian los datos de actividad genética del embrión humano primitivo han descubierto un tipo de célula que se pasa por alto y que se autodestruye a los pocos días de formarse, como parte de un proceso de control de calidad para proteger al feto en desarrollo. Los hallazgos brindan información sobre lo que sucede en las primeras etapas de la vida después de la fertilización, lo que en el futuro podría ayudar a mejorar los tratamientos de FIV o de medicina regenerativa.

Un nuevo estudio publicado el 20 de junio de 2023 en PLoS Biología por un equipo internacional de científicos, incluidos investigadores de la Universidad de Bath, descubre que nuestro desarrollo más temprano en el útero puede ser bastante diferente de lo que siempre hemos supuesto.

Si bien los adultos humanos están compuestos por billones de células, todos comenzamos como una sola célula, el óvulo fertilizado. Esto se divide para convertirse en dos células que a su vez se dividen para convertirse en cuatro, que se convierten en ocho y así sucesivamente. En algún momento, las células comienzan a especializarse en su función. Como trenes enviados a diferentes estaciones finales, algunos serán desviados para convertirse en la placenta mientras que otros se convertirán en el embrión.

Célula embrionaria autodestructiva

El equipo de científicos analizó datos publicados anteriormente sobre la actividad genética de cada célula individual de embriones de 5 días y descubrió que alrededor de una cuarta parte de las células no se ajustaban al perfil de ninguno de los tipos de células conocidas (preembrión, preplacenta etc.).

Investigando más a fondo, descubrieron que estas células contenían los llamados «elementos transponibles jóvenes» o «genes saltadores». Estos son elementos rebeldes del ADN que pueden copiarse a sí mismos y volver a insertarse en nuestro ADN, a menudo causando daños en el proceso.

La tinción de embriones realizada por colaboradores del proyecto en España confirmó la existencia de células con proteínas derivadas de los genes saltadores.

Mirando un poco más adelante en el tiempo, el equipo descubrió que sus descendientes tenían daño en el ADN y se sometían a un proceso de muerte celular programada.

Mecanismo de control de calidad

Este proceso, sugieren los investigadores, parece una forma de control de calidad: selección entre células a favor de las buenas.

La Dra. Zsuzsanna Izsvák, coautora principal del Centro Max Delbrück y experta en ADN móvil, dijo: «Los humanos, como todos los organismos, luchan en un juego interminable del gato y el ratón con estos dañinos genes saltarines.

«Si bien tratamos de suprimir estos genes saltarines por todos los medios posibles, muy temprano en el desarrollo están activos en algunas células, probablemente porque no podemos activar nuestras defensas genéticas lo suficientemente rápido».

El coautor principal, el profesor Laurence Hurst, del Centro Milner para la Evolución de la Universidad de Bath, dijo que «si una célula resulta dañada por los genes saltadores, o cualquier otro tipo de error, como tener muy pocos o demasiados cromosomas, entonces Es mejor que el embrión elimine estas células y no permita que se conviertan en parte del bebé en desarrollo.

«Estamos acostumbrados a la idea de que la selección natural favorece a un organismo sobre otro. Lo que estamos viendo dentro de los embriones también parece la supervivencia del más apto, pero esta vez entre células casi idénticas. Parece que hemos descubierto una nueva parte de nuestro arsenal. contra estos componentes genéticos dañinos».

Usar viejos enemigos genéticos para luchar contra los nuevos

Por el contrario, los datos de una sola célula mostraron que las células clave que se convertirán en el embrión (la masa celular interna o ICM) no contienen genes saltadores, sino que expresan un gen similar a un virus llamado virus endógeno humano H. Esto ayuda a suprimir los jóvenes genes saltadores en la masa celular interna, encajando con un patrón emergente de que usamos nuestros viejos enemigos genéticos para luchar contra los nuevos.

Los autores sugieren que si el proceso de control de calidad es demasiado sensible, el embrión en su conjunto puede morir. Esto podría explicar por qué algunas mutaciones en nuestro sistema para detectar daños en embriones tempranos también están asociadas con la infertilidad.