Investigadores del Centro de Investigación en Medicina Molecular y Enfermedades Crónicas (CiMUS) de la Universidad de Santiago de Compostela (USC) publican hoy un artículo en "Life Science Alliance" que demuestra que la ausencia de BMAL1, un gen clave en la maquinaria circadiana, en células madre embrionarias compromete la capacidad de diferenciación de estas células pluripotentes, limitando su potencial uso terapéutico.
El estudio, dirigido desde los grupos de Epitranscriptomics & Aging de Diana Guallar y el Stem Cells & Human Diseases de Miguel Fidalgo, en colaboración con científicos de la Universidad de Extremadura, parte de la base de explorar los mecanismos moleculares que regulan el estado celular pluripotente. "Este conocimiento básico es muy relevante debido a que las células pluripotentes, entre las que se incluyen las células madre embrionarias, poseen unas características muy especiales que las hacen diferentes al resto de células que conforman nuestro organismo adulto.En concreto, tienen la capacidad de perpetuarse de manera ilimitada fuera del organismo manteniendo sus características y tienen la capacidad de diferenciarse para dar lugar a cada uno de los más de doscientos tipos celulares existentes en el cuerpo humano. Por esto, estas células pluripotentes representan una prometedora herramienta con fines terapéuticos, incluyendo la medicina regenerativa. Sin embargo, existen todavía limitaciones serias, como el riesgo de transformación tumoral, por lo que existe la necesidad de entenderlas en profundidad para poder utilizarlas de la manera más segura", afirma Fidalgo.
Los ritmos circadianos, fundamentales
Desde hace tiempo se sabe que las células de nuestro cuerpo, incluyendo las células madre adultas, presentan oscilaciones a lo largo del día que se conocen como ritmos circadianos, necesarios para el correcto funcionamiento celular. Por ello, alteraciones en la maquinaria molecular que controla estos ritmos están asociadas con numerosas afecciones médicas incluyendo trastornos del sueño, diabetes, depresión y cáncer.
"Sorprendentemente, las células pluripotentes carecen de un ritmo circadiano en sentido estricto. Sin embargo, el ritmo circadiano vuelve a aparecer cuando las células pluripotentes se diferencian, tanto durante el desarrollo embrionario como en condiciones de laboratorio. Por ello, decidimos investigar en detalle qué papel jugaba el regulador clave de los ritmos circadianos, BMAL1, en las células pluripotentes para no sólo acercarnos a un mejor conocimiento de este tipo celular tan especial durante el desarrollo de un individuo sino también por sus importantes aplicaciones en la práctica clínica", indica Diana Guallar.
Ausencia de BMAL1, ausencia de diferenciación
Los investigadores comprobaron que la ausencia de BMAL1 en células madre embrionarias no comprometía la capacidad de perpetuación. Sin embargo, estas células pluripotentes veían seriamente afectada su capacidad de diferenciación y especialización. Tras profundizar en el mecanismo de acción de BMAL1, se descubrió que desempeñaba un papel central en la regulación del metabolismo energético de las células madre embrionarias. En concreto, se comprobó que la presencia de BMAL1 es necesaria para controlar el proceso inicial de la diferenciación celular modulando las principales vías celulares que producen la energía necesaria para tal fin. "A la vista de los resultados, BMAL1 emerge como un modulador clave en los programas de diferenciación celular a partir de células pluripotentes, que debe tenerse en cuenta en futuras aplicaciones clínicas partiendo de estas prometedoras células", explica el investigador de la USC.
