Los genes que afectan a las decisiones del destino celular en el desarrollo embrionario temprano
Tras la fertilización por los espermatozoides, los ovocitos de mamíferos sufren una serie de divisiones celulares por segmentación que finalmente conducen al desarrollo del blastocisto. Este periodo que motiva la formación del blastocisto, conocido como fase preimplantacional del desarrollo, está caracterizado por un aumento del número de células y la aparición de tres linajes celulares distintos. La correcta diferenciación de estos linajes dará lugar a todos los tipos celulares necesarios para el crecimiento del feto y a los tejidos de soporte no embrionarios (por ejemplo, la placenta). Este proceso de determinación del destino celular está regido por patrones de expresión génica firmemente regulados. El proyecto financiado por la Unión Europea IDNOVCELFAT2011 (Identification and characterisation of novel cell-fate influencing genes in pre-implantation mouse development) se centró en el estudio de la regulación de la formación de linajes celulares durante las fases preimplantacionales del desarrollo de embriones de ratón. En concreto, los investigadores querían identificar y caracterizar nuevos genes y mecanismos que afectan a la aparición de los tres linajes celulares en el blastocisto. Los investigadores llevaron a cabo análisis bioinformáticos de datos preexistentes de expresión génica en la fase preimplantacional de embriones de ratón para identificar potenciales genes nuevos implicados en el destino celular. Seguidamente, se modificó experimentalmente la regulación de estos genes en el contexto de la fase preimplantacional del desarrollo del embrión de ratón mediante el silenciamiento o la sobreexpresión y, posteriormente, se comparó la correcta formación de los linajes celulares del blastocisto con controles. Los resultados señalaron la participación del gen Socs3 en la regulación de la tasa de división celular, ya que su ablación genética condujo al desarrollo de un blastocisto con más células. También se descubrió que este gen intervenía en las fases finales de la oogénesis mediante la estabilización de la función del huso mitótico. Asimismo, la investigación reveló que el gen Tead4 puede favorecer la diferenciación de los linajes celulares del endodermo primario y del trofoectodermo del blastocisto aumentando la expresión de genes específicos para estos linajes. Los resultados del estudio sitúan al gen Tead4 en el centro de un mecanismo integral de determinación del destino celular durante el desarrollo embrionario temprano. Finalmente, los investigadores determinaron que los genes del tipo p38Mapk desempeñan un papel fundamental durante la fase preimplantacional del desarrollo del embrión de ratón. Empleando inhibidores específicos, estos descubrieron que el silenciamiento de estos genes en la fase de dos células motivaba el cese del desarrollo embrionario antes de la formación del blastocisto. Se especuló que esto se debe a defectos metabólicos, entre los que se incluyen la inhibición de la autofagia. En conjunto, los resultados del proyecto proporcionan conocimientos fundamentales sobre los eventos moleculares tempranos que rigen la determinación del destino celular en la fase preimplantacional del embrión. Estos resultados tienen una gran importancia tanto para tratamientos de fertilización in vitro (IVF) en seres humanos como para la derivación de linajes de células madre con potencial terapéutico.
Palabras clave
Embrión, fase preimplantacional, blastocisto, Socs3, Tead4, p38Mapk, IVF
