El inicio de la pubertad se desencadena por la liberación de kisspeptina en el cerebro
Una investigación de académicos de la Facultad de Ciencias Biológicas y del Comportamiento de la Universidad Queen Mary de Londres ha revelado la historia evolutiva de una hormona que controla la maduración sexual en los humanos.
Durante la pubertad, nuestros cuerpos experimentan cambios mediante los cuales el cuerpo de un niño madura hasta convertirse en un cuerpo adulto capaz de reproducirse sexualmente. En algunas personas, sin embargo, se retrasa el inicio de la pubertad y el análisis genético de esta condición ha proporcionado información sobre los mecanismos hormonales que controlan la maduración sexual.
Así, en 2003 se descubrió que el inicio de la pubertad se desencadena por la liberación de una hormona en el cerebro (una neurohormona) conocida como kisspeptina, que luego ejerce sus efectos uniéndose a una proteína conocida como receptor de kisspeptina.
Pero, ¿Cuándo se originaron la kisspeptina y su receptor en la historia evolutiva de la vida en la tierra?
Para abordar esta cuestión, se analizaron los genomas de diferentes tipos de animales invertebrados para buscar genes que codifiquen proteínas relacionadas con el receptor kisspeptina humano. Esto reveló la presencia de genes que codifican receptores de tipo kisspeptina en varios tipos diferentes de invertebrados, incluidos moluscos (por ejemplo, caracoles), anélidos (por ejemplo, lombrices de tierra) y equinodermos (por ejemplo, estrellas de mar).
Con base en este hallazgo, los investigadores concluyeron que la kisspeptina y su receptor deben haberse originado hace al menos 500 millones de años en un ancestro común de los Bilateria, animales que exhiben simetría bilateral durante su ciclo de vida, que incluye a la mayoría de los animales en la Tierra.
Además, los investigadores descubrieron que, a diferencia de los humanos que tienen solo un gen receptor de kisspeptina, algunos animales, como las estrellas de mar, tienen muchos genes que codifican receptores de tipo kisspeptina, mientras que otros animales, como los insectos, no tienen ninguno debido a la pérdida de genes durante su historia evolutiva.
Para investigar más a fondo la importancia funcional de la aparición de una familia ampliada de genes que codifican receptores de tipo kisspeptina en estrellas de mar, se seleccionó como modelo experimental la especie común europea Asterias rubens. Sorprendentemente, esta especie tiene once genes que codifican proteínas relacionadas con el receptor de kisspeptina humano y cuatro genes que codifican diecinueve moléculas similares a kisspeptina que se unen y activan uno o más de los once receptores de tipo kisspeptina.
La Dra. Nayeli Escudero Castelán, quien contribuyó al estudio como parte de sus estudios de doctorado en la Universidad Queen Mary de Londres, explicó cómo se realizó esta parte del estudio:
"Los genes que codifican los receptores tipo kisspeptina de estrella de mar se clonaron para que pudieran expresarse en células que producen luz cuando una molécula se une a uno de los receptores y lo activa. De esta manera, pudimos descubrir las moléculas similares a kisspeptina que actúan como ligandos para seis de los once receptores de tipo kisspeptina en las estrellas de mar".
El sorprendente descubrimiento de un sistema de señalización química tan complejo en las estrellas de mar ha proporcionado nuevos conocimientos sobre la historia evolutiva de la kisspeptina. Los hallazgos indican que el ancestro común de los animales bilaterales habría tenido al menos dos tipos de kisspeptinas, una de las cuales parece haberse perdido en el linaje de vertebrados que incluye a los humanos.
Además, las estrellas de mar y los de su clase han desarrollado de forma única moléculas relacionadas con la kisspeptina conocidas como SALMFamidas, neurohormonas que se descubrieron por primera vez en las estrellas de mar hace más de treinta años, mucho antes del descubrimiento de la kisspeptina como hormona de la pubertad en los humanos.
Maurice Elphick, profesor de fisiología animal y neurociencia y autor principal del estudio, dijo: "Descubrí las SALMFamidas en las estrellas de mar cuando era estudiante de doctorado en la Universidad Royal Holloway de Londres y la Universidad de Florida en la década de 1980, por lo que es especialmente agradable para mí que muchos años después hayamos descubierto los receptores a los que se unen estas moléculas y su relación con la hormona de la pubertad kisspeptina".
Entonces, ¿Cuáles son las funciones de las moléculas tipo kisspeptina en las estrellas de mar? La investigación en curso está abordando esta pregunta para investigar si hay evidencia de un papel evolutivamente antiguo de las kisspeptinas como reguladores de la reproducción sexual en las estrellas de mar.
Sin embargo, ya se han obtenido pruebas de las funciones de las SALMFamidas en otros procesos biológicos, que regulan el inusual comportamiento de alimentación extraoral de las estrellas de mar al desencadenar la eversión de su estómago fuera de la boca.
Por lo tanto, los estudios zoológicos están cambiando nuestra perspectiva sobre la kisspeptina como hormona de la pubertad en humanos, revelando su compleja historia evolutiva y brindando nuevos conocimientos sobre sus funciones y relaciones con moléculas descubiertas en otros animales.
Los hallazgos se han publicado en BMC Biology: Receptor deorphanization in an echinoderm reveals kisspeptin evolution and relationship with SALMFamide neuropeptides
