Un equipo de investigadores del CSIC y del CIBERDEM ha descubierto que un gen denominado Alx3, presente en los embriones durante el desarrollo intrauterino, actúa como sensor de los niveles de glucosa anormalmente elevados a causa de la diabetes de la madre gestante, y activa un programa genético de defensa para prevenir el daño celular que el exceso de glucosa podría producir.
El estudio, publicado en la revista Scientific Reports, ha sido efectuado por investigadores del Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid) pertenecientes al CIBERDEM -en el grupo liderado por Mario Vallejo-, con la colaboración de investigadores del Instituto Cajal (CSIC) pertenecientes al CIBERNED.
“Se conoce desde hace años que la diabetes materna durante la gestación constituye un riesgo muy importante para la aparición de malformaciones del desarrollo embrionario y fetal, que afectan fundamentalmente a la formación del sistema nervioso y del corazón”, explica Mario Vallejo, director del estudio y jefe de grupo CIBERDEM.
“Se piensa que ello es debido a que el incremento de los niveles de glucosa proveniente de la sangre materna da lugar a la producción excesiva de radicales libres en las células embrionarias, lo cual produce estrés oxidativo con el consiguiente daño y muerte celular”, añade.
Utilizando un modelo de diabetes materna en ratones, los investigadores han descubierto que Alx3 se activa en las células embrionarias durante el desarrollo intrauterino tras detectar la presencia de concentraciones anormalmente elevadas de glucosa procedente de la sangre materna. “Como consecuencia de ello, se pone en marcha la síntesis de un factor de transcripción (una proteína reguladora) codificado por este gen, cuyo papel es estimular la actividad de un conjunto de genes diferentes responsables de la producción de enzimas que eliminan los radicales libres para hacer frente al estrés oxidativo”, detalla Vallejo.
Cuando Alx3 se encuentra anormalmente inactivo, los genes que codifican estas enzimas no se estimulan, y como consecuencia la incidencia y la gravedad de las malformaciones congénitas aumenta considerablemente, indica Vallejo. Además, los investigadores han descrito que el mecanismo por el que esta respuesta se pone en marcha incluye la estimulación de la producción de otro factor de transcripción denominado Foxo1, que también juega un papel importante en la defensa del organismo contra los radicales libres.
Por tanto, los investigadores han demostrado que Alx3 es una pieza fundamental para la defensa de las células embrionarias contra el daño producido por el estrés oxidativo generado por la hiperglucemia de origen materno, y han identificado la deficiencia de Alx3 como un nuevo mecanismo molecular que contribuye a la aparición de defectos del desarrollo embrionario en madres diabéticas gestantes.
Artículo:
García-Sanz P, Mirasierra M, Moratalla R, Vallejo M. Embryonic defence mechanisms against glucose-dependent oxidative stress require enhanced expression of Alx3 to prevent malformations during diabetic pregnancy. Scientific Reports. 2017. Doi: 10.1038/s41598-017-00334-1
Imagen: Embrión malformado de madre diabética desprovisto de Alx3 (izquierda) comparado con uno normal.
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