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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

La madre de todas las metamorfosis

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A pesar de los reiterados avisos del Fondo Monetario Internacional sobre los inasumibles riesgos que supone para economía el que vivamos más de la cuenta que se hacen los banqueros, la ciencia –menos mal– sigue empeñada en querer mejorarnos y alargarnos la vida, al menos alargársela a quienes puedan pagarlo. Estos últimos tiempos estamos asistiendo a una verdadera panoplia de descubrimientos sobre el funcionamiento de las células madre, los cuales prometen convertir en realidad la hasta no hace mucho utópica medicina regenerativa, al igual que FMIs y demás Troikas han hecho realidad la economía degenerativa. Vivir para ver (y ahorrar).

Sin embargo, antes de convertir en realidad la medicina regenerativa de una manera fiable y al alcance de cualquier paciente de un hospital de barrio, es necesario comprender aún muchos procesos biológicos en profundidad. Entre ellos, uno muy importante es cómo las células madre controlan el funcionamiento de su genoma para convertirse en uno de los cerca de doscientos tipos diferentes de células adultas que conviven en nuestros queridos cuerpos.

Mariposas celulares

Es conocido que durante el proceso de “metamorfosis celular” que supone la conversión de una célula de un tipo (una célula madre) en otro (una célula adulta concreta), se ponen en marcha y se apagan cientos de genes de una manera coordinada. En realidad, lo mismo sucede con la metamorfosis de las orugas en mariposas, proceso en el que también se producen cambios masivos en el funcionamiento de los genes. En el caso de las células, tenemos además la particularidad de que de una “oruga” (la célula madre), pueden originarse cientos de “mariposas” (células adultas) diferentes, cada una de las cuales tendrá un conjunto de genes particular funcionando y otro, apagado.

Evidentemente, para que este cambio en la actividad de cientos o incluso miles de genes suceda de una forma coordinada deben existir moléculas que se encarguen de organizar el funcionamiento sincronizado de los genes, es decir, que enciendan algunos al unísono y apaguen otros de la mima forma. Solo de esta manera se manifiesta en el mundo real la parte adecuada de la información contenida en el genoma que hace posible la existencia de un tipo determinado de célula. Para entender por qué, podemos referirnos al símil de un panel con leds luminosos que muestra textos o imágenes, como esos que pueden verse en algunas farmacias. El panel puede mostrar una enorme variedad de textos o imágenes diferentes, pero que muestre una información u otra depende de qué leds se encuentren apagados o encendidos en un momento dado, y de cómo su apagado o encendido se sincronice con el resto de las luces. Pues bien, esta idea simple se aplica igualmente en toda su simpleza al complicado mundo del funcionamiento de los genes, que también deben encenderse y apagarse de forma sincronizada para generar un tipo de célula concreto.

Interruptores de ADN

¿Qué tipo de molécula puede asumir la “responsabilidad” de coordinar el funcionamiento de cientos o miles de genes? Y bien, por lo que se conoce, esta molécula solo puede ser de un tipo, y este es el de los llamados factores de transcripción. En efecto, los factores de transcripción son moléculas que poseen la estructura adecuada para unirse al ADN y afectar su funcionamiento. Obviamente, esta unión al ADN no sucede de manera aleatoria, o en cualquier parte del mismo, sino solo en lugares concretos, en lugares en los que se encuentra una secuencia particular de letras que pueden ser identificadas por un factor de transcripción determinado. De este modo, un factor de transcripción se unirá a todos aquellos genes que posean una secuencia de letras determinada, por ejemplo ATCGAT, y solo se unirá a ellos y no a otros, encendiéndolos o apagándolos como haría un interruptor.

Hasta la fecha, el estudio de las células madre se ha enfocado en intentar comprender cómo este tipo de células se mantiene en ese estado, denominado pluripotente por el hecho de que las células madre pueden convertirse en una pluralidad de tipos celulares. Sin embargo, menos atención se ha dedicado al estudio de comprender cómo las células madre abandonan su estado maternal y se convierten en células “hija” adultas. Esto es lo que han abordado ahora un grupo de investigadores de la Universidad de Manchester, que publican sus resultados en la revista Cell Reports. Los científicos identifican a dos factores de transcripción, denominados Otx2 y Oct4, que, curiosamente, deben colaborar para conseguir el cambio coordinado en el funcionamiento de los genes necesario para iniciar la metamorfosis celular hacia un tipo de célula adulta concreta. Estos factores de transcripción se unen a unas secuencias particulares de ADN, como decíamos antes, denominadas con el nombre genérico de potenciadores, ya que potencian el funcionamiento de los genes que las poseen. Cientos de estos potenciadores se encuentran dispersos en el genoma, cerca de los genes cuyo funcionamiento es afectado por la acción de Otx2 y Oct4.

Mutaciones en estos dos genes habían sido ya asociadas a problemas en el desarrollo del sistema nervioso, y también en la capacidad del embrión para implantarse en el útero e iniciar el desarrollo fetal. Por tanto, estos descubrimientos nos permiten avanzar ahora no solo en la comprensión de la biología de las células madre, sino también en las causas de algunas enfermedades. La ciencia nunca deja de hacernos regalos inesperados.

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