UNIVERSITAT DE VALENCIA

La Universitat de València lidera un equipo de investigación que ha identificado qué proteínas participan en el inicio de la conversión de células adultas en células madre pluripotentes inducidas, a través de la fisión mitocondrial. El estudio molecular, aplicable en Medicina Regenerativa y carcinogénesis, ha sido publicado en la revista ‘Cell Cycle’, y concluye que sin estas proteínas, la reprogramación celular no podría producirse.

“Conocer este proceso puede dar lugar a que lo modifiquemos mediante compuestos químicos que alteren la función de las proteínas implicadas”, ha destacado Josema Torres, investigador del Departamento de Biología Celular de la Universitat de València.

El trabajo ahora publicado, y en el que han participado también investigadores del Instituto de Investigación Sanitaria (INCLIVA) de Valencia y otras entidades, identifica la importancia de la fisión mitocondrial (un proceso por medio del cual se dividen las mitocondrias, orgánulos celulares responsables de la producción de energía en las células) para el proceso de reprogramación de células somáticas a células madre pluripotentes inducidas. Las primeras son las que forman los tejidos y órganos de un ser vivo, mientras que las segundas, las células madre, son las que tienen la capacidad de dividirse para regenerar las células dañadas en los tejidos, además de poder ser el origen de tumores.

El artículo Dysfunctional mitochondrial fission impairs cell reprogramming describe la fisión mitocondrial como un proceso celular absolutamente necesario para que esta conversión celular pueda tener lugar.

Si en un estudio de este año en Nature Communications el equipo dirigido por Josema Torres, también investigador asociado del INCLIVA ya detalló que la fisión mitocondrial inducida durante el proceso de reprogramación celular en la mitocondria necesitaba de la proteína Drp1, ahora se ha identificado que las proteínas que reclutan a Drp1 en la mitocondria son Gdap1 y MiD51.

“La ausencia de cualquiera de ellas impide que se lleve a cabo la fisión mitocondrial y, por tanto, impide la reprogramación celular”, ha destacado Torres, quien apunta que hasta ahora el papel de estas proteínas en la fisión mitocondrial no era del todo conocido.

Las células madre pluripotentes son una herramienta fundamental en investigación biomédica y Medicina Regenerativa, si bien el proceso de reprogramación celular por el cual se producen es todavía desconocido. Las células madre pluripotentes inducidas (células iPS, del inglés induced-Pluripotent Stem cells) se obtienen en el laboratorio mediante manipulación genética a partir de células adultas extraídas de un organismo, como las células sanguíneas.

Otro aspecto relevante puesto de manifiesto por el equipo que firma el artículo es que cuando la mitocondria no puede fisionarse en respuesta al estímulo de crecimiento celular propiciado por el proceso de reprogramación, las células sanas frenan su crecimiento, de forma semejante a lo que ocurre en células cancerosas. Sin embargo y a diferencia de las células tumorales, este estancamiento en el desarrollo se produce sin daño en el genoma de las células. “Este freno del crecimiento celular durante la reprogramación de células sanas en ausencia de una fisión mitocondrial eficiente, sigue por tanto un mecanismo diferente al que utilizan las células tumorales”, concluye Torres.

El trabajo publicado, de ciencia básica, identifica los mecanismos moleculares que participan en un proceso biológico relevante, como es la reprogramación celular, e intenta responder a si las células sanas responden igual que las células tumorales cuando se inhibe el proceso de fisión mitocondrial, así como qué ocurre a nivel celular y molecular cuando se inhibe el proceso de fisión mitocondrial durante la reprogramación celular.

Células pluripotentes inducidas

Por sus propiedades de división indefinida y pluripotencia, las células iPS constituyen una fuente ilimitada de cualquier tipo celular adulto, lo que permite obtener a partir de ellas las células afectadas en una enfermedad, que de otra manera no serían accesibles, en un número suficiente para su estudio.

De esta forma, se puede investigar en el laboratorio qué ocurre en las células enfermas de un individuo para que den lugar a la manifestación de la enfermedad. Estas cualidades las colocan en un lugar privilegiado para constituirse, en un futuro no muy lejano, como herramienta esencial en Medicina Regenerativa y en la industria farmacéutica.

Grupo de Neurobiología Celular

El grupo de Neurobiología Celular adscrito al departamento de Biología Celular en la Universitat de València y al Instituto de Investigación Sanitaria INCLIVA de Valencia combina el estudio del sistema nervioso desde una perspectiva celular y molecular con la investigación básica y aplicada de células madre pluripotentes. Tiene como objetivo central identificar los mecanismos moleculares y celulares que regulan tanto la homeostasis de las células nerviosas en condiciones fisiológicas como aquellos procesos biológicos que dan lugar a la manifestación de patologías en los sistemas nerviosos central y periférico.

Valencia, a 21 de noviembre de 2016

Artículo:

Javier Prieto, Marian León, Xavier Ponsoda, Francisco García-García, Roque Bort, Eva Serna, Manuela Barneo-Muñoz, Francesc Palau, Joaquín Dopazo, Carlos López-García & Josema Torres: Dysfunctional mitochondrial fission impairs cell reprogramming. Cell Cycle. 18 Oct 2016. Doi: http://dx.doi.org/10.1080/15384101.2016.1241930

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