La anémona de mar regula las células madre a través de genes conservados evolutivamente
La anémona de mar Nematostella vectensis es potencialmente inmortal. Mediante métodos de genética molecular, los biólogos del desarrollo dirigidos por Ulrich Technau de la Universidad de Viena han identificado por primera vez posibles candidatos a células madre multipotentes en la anémona de mar.
Estas células madre están reguladas por genes evolutivamente altamente conservados, que en los humanos normalmente sólo son activos en la formación de óvulos y espermatozoides, pero que otorgan a los antiguos filos animales, como los cnidarios, un alto grado de capacidad regenerativa para escapar incluso al envejecimiento. Los resultados del estudio podrían proporcionar información sobre el proceso de envejecimiento humano en el futuro.
"Vivimos tanto como nuestras células madre" es una afirmación un tanto atrevida pero esencialmente precisa. Las células madre contribuyen a la renovación constante de diversas células y tejidos del ser humano, como por ejemplo las células sanguíneas, la piel o el cabello. Si las células madre pierden esta capacidad o su número disminuye a lo largo de la vida, el organismo envejece o desarrolla enfermedades. Por lo tanto, las células madre son de gran interés para la investigación biomédica.
Imagen derecha: Un único pólipo de Nematostella. Crédito: Yulia Kraus
Aunque los humanos y la mayoría de los vertebrados sólo pueden regenerar partes de ciertos órganos o extremidades, otros grupos de animales tienen mecanismos de regeneración mucho más fuertes. Esta capacidad es posible gracias a las células madre pluripotentes o multipotentes, que pueden formar (diferenciar) casi todos los tipos de células del cuerpo.
La anémona de mar Nematostella vectensis también es altamente regenerativa: puede reproducirse asexualmente por gemación y además no muestra signos de envejecimiento, lo que la convierte en un tema interesante para la investigación con células madre.
Utilizando el nuevo método "Single Cell Genomics", Technau y su equipo pudieron identificar células de un organismo complejo basándose en sus perfiles transcriptómicos específicos y determinar a partir de qué células madre se han desarrollado.
Imagen: Fotografía obtenida mediante microscopio láser de barrido del cuerpo de la anémona de mar Nematostella vectensis. La fluorescencia roja (Nanos2) marca las supuestas células madre transgénicas, la blanca (DAPI) son todos los núcleos celulares y la amarilla (EdU) las células que participan activamente en la síntesis de ADN, es decir, en el ciclo celular, como algunas de las células madre. Crédito: Andreas Denner y Ulrich Technau
"Mediante la combinación de análisis de expresión genética de células individuales y transgénesis, hemos podido identificar una gran población de células en la anémona de mar que forman células diferenciadas, como células nerviosas y células glandulares, y por lo tanto son candidatas a células madre multipotentes", explica el primer autor Andreas Denner de la Universidad de Viena. Han permanecido sin descubrir hasta ahora debido a su diminuto tamaño.
Estas células madre potenciales expresan los genes nanos y piwi, altamente conservados evolutivamente, que permiten el desarrollo de células germinales (espermatozoides y óvulos) en todos los animales, incluidos los humanos. Al mutar específicamente el gen nanos2 utilizando las tijeras genéticas CRISPR, los científicos también pudieron demostrar que el gen es necesario para la formación de células germinales en las anémonas de mar. También se ha demostrado en otros animales que este gen es esencial para la producción de gametos.
Esto demuestra que esta función genética surgió hace unos 600 millones de años y se ha conservado hasta nuestros días. En futuros estudios, Ulrich Technau y su equipo quieren investigar qué propiedades especiales de las células madre de la anémona de mar son responsables de su potencial inmortalidad.
La investigación se publica en Science Advances: Nanos2 marks precursors of somatic lineages and is required for germline formation in the sea anemone Nematostella vectensis
