Científics de Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB), de l'IRB Barcelona i de l'Institut de Biologia Evolutiva (CSIC-UPF), revelen a Cell Reports un mecanisme que permet a una cèl·lula diferenciada reactivar-se com a cèl·lula mare.
Hi ha un tipus de cèl·lules mare, les anomenades 'facultatives', que formen part d'estructures i òrgans ja formats, al costat d'altres cèl•lules. Aparentment, no hi ha res que diferenciï aquestes cèl•lules de les altres, però tenen una característica molt especial: mantenen la capacitat de tornar a activar com a cèl•lules mare. És el que succeeix en el fetge, que disposa de cèl•lules capaces de fer créixer el teixit hepàtic -el que permet la regeneració de l'òrgan en cas de trasplantament. Conèixer quins mecanismes són els que permeten a aquestes cèl•lules mantenir aquesta capacitat és per tant, un dels reptes per a la medicina regenerativa actual.
Una investigació que es publica aquesta setmana a la revista Cell Reports ha trobat un mecanisme que pot explicar-ho. El treball està dirigit per Jordi Casanova, professor d'investigació a l'Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB) del CSIC i a l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB-Barcelona), i per Xavier Franch-Marro, científic titular de l'Institut de Biologia Evolutiva (CSIC-UPF). Segons els autors, que han treballat amb cèl·lules traqueals de larves de la mosca Drosophila, el que caracteritza a aquestes cèl·lules mare facultatives és que no han entrat en endociclo, un procés pel qual una cèl•lula replica el seu genoma una i altra vegada fins a tenir en el seu interior diverses còpies però sense que les cèl•lules arribin a dividir-se.
"Hi ha controvèrsia sobre quines funcions pot tenir l’endocicle en els éssers vius", apunta Xavier Franch-Marro, "però una de les interpretacions és que la endoreplicació contribueix a augmentar la grandària cel•lular permetent la producció de grans quantitats de proteïna". Aquest és el cas de la pràctica totalitat de les cèl•lules larvàries de Drosophila.
El que han vist els científics és que les cèl•lules que han entrat a l’endocicle perden la capacitat de reactivar-se com a cèl•lules mare. "L’endocicle d'una cèl·lula va lligat a un canvi d'expressió gènica irreversible", apunta l'investigador Jordi Casanova. El que hem vist, segueix Casanova, "és que la inhibició de l'entrada al endocicle confereix a les cèl•lules la capacitat d'actuar com a cèl·lules mare".
L'entrada d'aquestes cèl•lules a l’endocicle està associada amb l'expressió del gen FZR. Els investigadors han descobert que és la inhibició d'aquest gen el que evita l'entrada en endocicle, i permet a aquestes cèl•lules retenir la capacitat de reactivar-se com a cèl•lules mare. És l'expressió d'aquest gen, per tant, la que actua com un interruptor que determina si una cèl•lula entrarà en mitosi (la divisió normal d'una cèl•lula) o en endocicle, la qual cosa al seu torn desencadena un programa genètic totalment diferent que les confereix la capacitat de tornar a reactivar-se com a cèl•lules mare o no.
Els primers co-autors d’aquest estudi són els investigadors post-doctorals Nareg J.-V. Djabrayan, a l’IRB Barcelona, i Josefa Cruz, a l’Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF).
Article de referència:
Specification of Differentiated Adult Progenitors via Inhibition of Endocycle Entry in the Drosophila Trachea. Nareg J.-V. Djabrayan, Josefa Cruz, Cristina de Miguel, Xavier Franch-Marro, Jordi Casanova. Cell Reports DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2014.09.043