Un equipo del Centro de Regulación Genómica (CRG) ha descubierto que los embriones recién formados maximizan sus posibilidades de supervivencia al eliminar las células defectuosas. Se trata, según los investigadores, de la respuesta inmunitaria innata más temprana encontrada hasta la fecha en animales vertebrados.
Los hallazgos, que se publican esta semana en la revista Nature, pueden ayudar a comprender por qué algunos embriones no son viables en las primeras etapas de su desarrollo e impulsar nuevos estudios clínicos para tratar la infertilidad o los abortos espontáneos.
Un embrión es frágil en las primeras horas después de su formación. La rápida división celular y el estrés ambiental los hacen propensos a la acumulación de errores celulares, que a su vez provoca en las células madre embrionarias su muerte esporádica. Para los expertos, esta es una de las principales causas de los problemas del desarrollo de un embrión antes de que este pueda implantarse.
Un embrión es frágil en las primeras horas después de su formación. La rápida división celular y el estrés ambiental los hacen propensos a la acumulación de errores celulares
Los organismos vivos pueden eliminar células erróneas usando células inmunitarias, que llevan a cabo esta función. Sin embargo, un embrión recién formado todavía no es capaz de crear estas células especializadas.
Para averiguar si los embriones pueden eliminar las células que mueren en ausencia de un sistema inmunitario, el equipo utilizó microscopía de alta resolución para grabar embriones de pez cebra y ratón, dos modelos científicos establecidos que se utilizan para estudiar el desarrollo de vertebrados.
Así, descubrieron que las células epiteliales –que colectivamente forman el primer tejido en la superficie de un embrión– pueden reconocer, ingerir y destruir las células defectuosas. Es la primera vez que se ha demostrado que este proceso biológico, conocido como fagocitosis epitelial, elimina errores celulares en los embriones recién formados.
“Mucho antes de que se formen sus órganos, una de las primeras tareas que realiza un embrión en desarrollo es crear un tejido protector”, afirma Esteban Hoijman, investigador y coautor del estudio.
Como explica Hoijman, la fagocitosis epitelial es un proceso muy eficiente gracias a la presencia de protrusiones en forma de brazos en la superficie de las células epiteliales. “Estas cooperan mecánicamente; descubrimos que las células epiteliales empujan a las defectuosas hacia otras células epiteliales, lo que acelera su eliminación”.
El descubrimiento de que los embriones exhiben una respuesta inmunitaria antes de lo que se pensaba motiva una exploración más profunda del papel de la cooperación mecánica como función fisiológica en los tejidos, la cual aún no se comprende bien
“Nuestro estudio propone una nueva función para las células epiteliales en las primeras etapas de la embriogénesis, que se ha conservado evolutivamente en los vertebrados: actúan como carroñeras para eliminar las células muertas”, afirma Verena Ruprecht, investigadora del CRG y autora principal del artículo. “Este trabajo puede tener importantes aplicaciones clínicas en el futuro, como el desarrollo de nuevos métodos para evaluar la calidad de los embriones en medicina reproductiva”.
Para los autores, el descubrimiento de que los embriones exhiben una respuesta inmunitaria antes de lo que se pensaba motiva una exploración más profunda del papel de la cooperación mecánica como función fisiológica en los tejidos, la cual aún no se comprende bien. “Podría ser de gran importancia en otros procesos biológicos, como la homeostasis y la inflamación de tejidos”, concluyen.
Referencia:
Nature. DOI: 10.1038/s41586-021-03200-3
Este estudio ha sido apoyado por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España, el Consejo Europeo de Investigación, el Ministerio de Economía y Competitividad de España, el programa de excelencia Severo Ochoa, la Fundació Cellex, la Fundació Mir-Puig, la Generalitat de Catalunya y el programa de centros CERCA.
Fuente:
CRG
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