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La reprogramación epigenética durante el desarrollo

Los científicos prevén que la identificación de los determinantes moleculares implicados en la remodelación epigenética durante el desarrollo repercuta en la tecnología de reciente creación de las células madre pluripotentes inducidas (iPS). Dadas las alentadoras expectativas que éstas han creado respecto al tratamiento de determinadas enfermedades, los resultados del estudio REPROGRAMMING relativos al proceso de desmetilación del ADN tienen importantes repercusiones médicas.
La reprogramación epigenética durante el desarrollo
La determinación del destino de las células y su diferenciación durante el desarrollo están condicionadas por eventos de expresión génica regulados estrictamente. A su vez, los genes se activan o desactivan a través de la remodelación de la cromatina y las modificaciones del ADN.

Los socios del proyecto financiado por la Unión Europa REPROGRAMMING se propusieron esclarecer los mecanismos moleculares implicados en la desmetilación del ADN que se produce en todo el genoma del cigoto de ratón inmediatamente después de la fecundación. Aunque la cinética de este proceso durante el desarrollo está bien documentada, los eventos iniciales asociados con la eliminación de las marcas de metilación del ADN seguían siendo un misterio.

Para desvelarlo, los científicos decidieron estudiar la reprogramación epigenética, centrándose en las proteínas de traslocación ten-eleven (TET) descubiertas recientemente. Estas enzimas desmetilan el ADN en lugares conocidos como islas CpG convirtiendo la base nitrogenada citosina metilada (5mC) en 5-hidroximetilcitosina (5hmC) . Se cree que esta última desempeña algún papel en la reprogramación epigenética del embrión de ratón en desarrollo.

Utilizando imágenes de fluorescencia, los investigadores siguieron en vivo la desaparición de la 5mC y la formación de 5hmC en el cigoto recién formado. Sus observaciones no pusieron de manifiesto una conversión directa e inmediata de 5mC en 5hmC, lo que probablemente implica que la desmetilación de la 5hmC y del ADN son eventos distintos. Gracias a otros experimentos in vitro, los investigadores pudieron validar estas conclusiones y, además, determinar que la activación de las vías de reparación del ADN en el cigoto es independiente de la aparición de la 5hmC.

La cromatografía líquida acoplada con espectrometría de masas permitió a los científicos detectar con precisión una reducción de los niveles de 5mC en las células germinales primordiales (CGP). Estas células formarán con el tiempo los futuros gametos del embrión. De este modo se confirmó que el proceso de desmetilación del ADN está implicado en la generación de un nuevo perfil de metilación del ADN correspondiente a la función de las CGP.

En conjunto, los resultados del estudio REPROGRAMMING aportan información valiosa sobre los mecanismos que rigen la desmetilación del ADN en el desarrollo temprano y las CGP. Los investigadores esperan que estos datos ayuden a mejorar la eficiencia de la manipulación in vitro del destino de las células y, a través de la tecnología de células iPS, encuentren aplicaciones en la medicina regenerativa.

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