La Universitat de València lidera un equip de recerca que ha identificat quines proteïnes participen en l’inici de la conversió de cèl·lules adultes en cèl·lules mare pluripotents induïdes, a través de la fissió mitocondrial. L’estudi molecular, aplicable en Medicina Regenerativa i carcinogènesis, ha sigut publicat en la revista ‘Cell Cycle’, i conclou que sense aquestes proteïnes, la reprogramació cel·lular no podria produir-se.

“Conèixer aquest procés pot donar lloc al fet que el modifiquem mitjançant compostos químics que alteren la funció de les proteïnes implicades”, ha destacat Josema Torres, investigador del Departament de Biologia Cel·lular de la Universitat de València.

El treball ara publicat, i en el qual han participat també investigadors de l’Institut de Recerca Sanitària (INCLIVA) de València i altres entitats, identifica la importància de la fissió mitocondrial (un procés per mitjà del qual es divideixen els mitocondris, orgànuls cel·lulars responsables de la producció d’energia en les cèl·lules) per al procés de reprogramació de cèl·lules somàtiques a cèl·lules mare pluripotents induïdes. Les primeres són les que formen els teixits i òrgans d’un ésser viu, mentre que les segones, les cèl·lules mare, són les que tenen la capacitat de dividir-se per a regenerar les cèl·lules danyades en els teixits, a més de poder ser l’origen de tumors.

L’article Dysfunctional mitochondrial fission impairs cell reprogramming descriu la fissió mitocondrial com un procés cel·lular absolutament necessari perquè aquesta conversió cel·lular puga tindre lloc.

Si en un estudi d’enguany en Nature Communications l’equip dirigit per Josema Torres, també investigador associat de l’INCLIVA ja va detallar que la fissió mitocondrial induïda durant el procés de reprogramació cel·lular en el mitocondri necessitava de la proteïna Drp1, ara s’ha identificat que les proteïnes que recluten a Drp1 en el mitocondri són Gdap1 i MiD51.

“L’absència de qualsevol d’elles impedeix que es duga a terme la fissió mitocondrial i, per tant, impedeix la reprogramació cel·lular”, ha destacat Torres, qui apunta que fins ara el paper d’aquestes proteïnes en la fissió mitocondrial no era del tot conegut.

Les cèl·lules mare pluripotents són una eina fonamental en recerca biomèdica i Medicina Regenerativa, si bé el procés de reprogramació cel·lular pel qual es produeixen és encara desconegut. Les cèl·lules mare pluripotents induïdes (cèl·lules iPS, de l’anglès induced-Pluripotent Stem cells) s’obtenen en el laboratori mitjançant manipulació genètica a partir de cèl·lules adultes extretes d’un organisme, com les cèl·lules sanguínies.

Un altre aspecte rellevant posat de manifest per l’equip que signa l’article és que quan el mitocondri no pot fissionar-se en resposta a l’estímul de creixement cel·lular propiciat pel procés de reprogramació, les cèl·lules sanes frenen el seu creixement, de forma semblant al que ocorre en cèl·lules canceroses. No obstant açò i a diferència de les cèl·lules tumorals, aquest estancament en el desenvolupament es produeix sense dany en el genoma de les cèl·lules. “Aquest fre del creixement cel·lular durant la reprogramació de cèl·lules sanes en absència d’una fissió mitocondrial eficient, segueix per tant un mecanisme diferent al que utilitzen les cèl·lules tumorals”, conclou Torres.

El treball publicat, de ciència bàsica, identifica els mecanismes moleculars que participen en un procés biològic rellevant, com és la reprogramació cel·lular, i intenta respondre a si les cèl·lules sanes responen igual que les cèl·lules tumorals quan s’inhibeix el procés de fissió mitocondrial, així com què ocorre a nivell cel·lular i molecular quan para el procés de fissió mitocondrial durant la reprogramació cel·lular.

Cèl·lules pluripotents induïdes

Per les seues propietats de divisió indefinida i pluripotència, les cèl·lules iPS constitueixen una font il·limitada de qualsevol tipus cel·lular adult, el que permet obtindre a partir d’elles les cèl·lules afectades en una malaltia, que d’una altra manera no serien accessibles, en un nombre suficient per al seu estudi.

D’aquesta forma, es pot investigar en el laboratori què ocorre en les cèl·lules malaltes d’un individu perquè donen lloc a la manifestació de la malaltia. Aquestes qualitats les col·loquen en un lloc privilegiat per a constituir-se, en un futur no llunyà, en una eina essencial en Medicina Regenerativa i en la indústria farmacèutica.

Grup de Neurobiologia Cel·lular

El grup de Neurobiologia Cel·lular adscrit al departament de Biologia Cel·lular en la Universitat de València i l’Institut de Recerca Sanitària INCLIVA de València combina l’estudi del sistema nerviós des d’una perspectiva cel·lular i molecular amb la recerca bàsica i aplicada de cèl·lules mare pluripotents. Té com a objectiu central identificar els mecanismes moleculars i cel·lulars que regulen tant l’homeòstasi de les cèl·lules nervioses en condicions fisiològiques com aquells processos biològics que donen lloc a la manifestació de patologies en els sistemes nerviosos central i perifèric.

Article:

Javier Prieto, Marian León, Xavier Ponsoda, Francisco García-García, Roque Bort, Eva Serna, Manuela Barneo-Muñoz, Francesc Palau, Joaquín Dopazo, Carlos López-García & Josema Torres: Dysfunctional mitochondrial fission impairs cell reprogramming. Cell Cycle. 18 Oct 2016. Doi: http://dx.doi.org/10.1080/15384101.2016.1241930