Investigadores del Instituto Babraham han publicado hoy su último trabajo en la revista Célula Célula Madre describiendo un nuevo subconjunto de células madre embrionarias humanas que se parecen mucho a las células presentes en la «llamada de atención» genómica de la etapa embrionaria de 8 células en humanos. Este nuevo modelo de células madre permitirá a los investigadores mapear 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 sufre una serie de eventos moleculares justo después de la fertilización que preparan el escenario para el resto del desarrollo. Durante esta ‘llamada de atención’ clave, el genoma del embrión toma el control de las actividades de la célula del genoma materno. En los humanos, esto sucede en la etapa de 8 células y se denomina activación del genoma cigótico (ZGA). Antes de los hallazgos de este estudio, la investigación de los detalles de ZGA humana solo podía realizarse en embriones humanos; Los modelos de células madre humanas existentes representaban al embrión solo en etapas posteriores del proceso de desarrollo. En el Reino Unido, los experimentos con embriones están permitidos pero altamente regulados, lo que significa que la investigación sobre el desarrollo temprano se basó en parte en modelos alternativos no humanos.
En 2012, se encontraron células que representan la etapa de desarrollo de activación del genoma en células madre embrionarias de ratón (ESC), lo que permitió a los investigadores aprender más sobre ZGA de mamíferos. Casi una década después, el laboratorio de Reik del Instituto ha encontrado un equivalente humano. El descubrimiento del laboratorio abre una vía para avanzar en nuestro conocimiento de los eventos más tempranos durante el desarrollo previo a la implantación.
La Dra. Jasmin Taubenschmid-Stowers, autora principal e investigadora del laboratorio Reik, parte del programa de investigación de Epigenética del Instituto, comentó: «Estudiar las células madre embrionarias de ratón ha permitido a los investigadores aprender sobre el proceso general de activación del genoma, pero podríamos aprender incluso más sobre este importante paso en el desarrollo humano gracias a nuestro descubrimiento de una contraparte de células madre humanas».
Para funcionar, las células toman copias del genoma en forma de un código de ARN que se traduce en proteínas. La salida del código de ARN se denomina transcriptoma y se puede utilizar para identificar diferentes poblaciones de células. En este estudio, los investigadores utilizaron conjuntos de datos humanos existentes e información de estudios ESC en ratones para identificar marcas transcriptómicas características que podrían vincularse con la activación del genoma. Usando técnicas de células individuales, comenzaron la búsqueda de células similares en su población de ESC humanos.
El equipo encontró que un subconjunto de ESC humanas con las marcas de transcriptoma correctas era una posible coincidencia para la etapa de 8 células, cuando ocurre la ola principal de activación del genoma. Llamaron a estas células ‘células similares a 8 células’ u 8CLC y utilizaron los datos humanos publicados para validar y confirmar que estas células compartían los mismos resultados moleculares indicativos de la activación del genoma y podrían seguirse como un modelo confiable para estudios futuros.
Para explorar más a fondo el alcance de las similitudes entre sus 8CLC y la etapa 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 ZGA de 8CLC coincidían estrechamente con las observadas en embriones humanos de 8 células.
Como explica Jasmin: «La colaboración con la profesora Nichols y su equipo fue vital, ya que pudimos identificar proteínas seleccionadas y realmente observarlas en células embrionarias en etapa de 8 células humanas reales y fijas en comparación con nuestras nuevas contrapartes de células madre. Este trabajo confirmó que nuestro Las células similares a 8C también coincidían a nivel de proteína, además de los datos transcriptómicos, lo que proporciona la validación de que las células similares a 8 células coincidían con las células embrionarias en múltiples capas moleculares».
«Nuestro enfoque ahora es caracterizar estas células y comprender sus propiedades únicas para que podamos usar células similares a 8 células como una herramienta para hacer preguntas sobre los cambios moleculares que pueden causar problemas de desarrollo en esta etapa temprana». dijo el profesor Wolf Reik, líder del grupo del Instituto Babraham.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Instituto Babraham. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
