Detectada una enzima que orienta la diferenciación de las células madreembrionarias (sep-01)

La diferencia entre un grupo de células madre y un feto en desarrollo radica en una compleja serie de reacciones bioquí­micas que transforma las células troncales en en tipos determinados de tejido. Un grupo de investigadores de la Universidad de Pensilvania informa en el último número de ‘Science’ de cómo la enzima QSulf1 actúa en el reloj biológico del embrión para ayudar a las células a responder a una y no otra de la multitud de señales quí­micas que reciben.

“Se trata de un problema que incide en el corazón de la biologí­a básica: cómo una célula se convierte en músculo mientras la de al lado se torna en hueso”, señala Charles P. Emerson, director del Departamento de Biologí­a Celular y del Desarrollo de la Universidad de Pensilvania. “Aunque sabemos bastante sobre las células troncales y las moléculas que participan en la diferenciación celular, sabemos muy poco sobre como éstos procesos funcionan fí­sicamente”.

La QSulf1 opera sobre las células progenitoras, una forma de células madre ligeramente más avanzadas que tienen ya menos posibilidades de diferenciación. Según los autores del estudio, la QSulf1 representa una nueva clase de enzimas cuya función principal es modificar un importante factor de señalización, denominado proteoglicanasa de sulfato de heparina (HSPG, según sus siglas en inglés). Es aún un pequeño pero importante paso en una cadena de reacciones que permiten a la célula responder a una señal molecular especí­fica, la Wnt, y transformar la célula en músculo en lugar de piel o hueso.

“No es suficiente saber qué proteí­nas participan en el desarrollo embrionario: es preciso que entendamos cómo trabajan para saber, en un futuro, cómo actuar cuando fallan”, ha explicado Emerson. A partir de sus descubrimientos, los investigadores proponen que la QSulf1 es liberada en la superficie de determinadas células embrionarias, donde produce un grupo quí­mico rico en sulfuro que se proyecta de una parte especí­fica de la molécula HSPG.

Así­ se liberan las moléculas señalizadoras Wnt -que están vinculadas a las HSPG en la superficie de las células- que activan los genes reguladores que dan instrucciones sobre diferenciación. En el estudio, los investigadores muestran que la QSulf1 permite a las células embrionarias exprear un gen maestro regulador del músculo denominado MyoD, que a su vez instruye a esta células para que se conviertan en progenitoras del músculo en lugar de células progenitoras de otros tejidos.

Estos hallazgos no son sólo de interés para los expertos en biologí­a celular y enfermedades del desarrollo, sino que muestran cuánto falta aún por aprender de los complejos mecanismos de desarrollo del embrión.

La primera vez que Emerson y sus colegas descubrieron el QSulf1 fue en embriones de pájaros, cuya expresión está controlada por Shh, un molécula conocida por su importancia en los procesos de desarrollo. Resulta que el gen QSulf1 es prácticamente idéntico en los genomas del gusano, la mosca, el ratón y los humanos. “La evolución ha sido capaz de conservar esta proteí­na a lo largo del tiempo”, afirma Emerson. “Lo que vemos es una primera foto de un actor fundamental en el desarrollo embrionario de muchos tipos de organismos. Si aspiramos a usar las células madre para tratar enfermedades del desarrollo, hay aún mucho que aprender de la biologí­a básica: apenas si estamos empezando a comprender cómo el cuerpo construye los tejidos”.