La epigenética es la clave para la producción diaria de 10 mil millones de células sanguíneas sin errores.
Un estudio revela una clave genética para la especialización de las células sanguíneas
Sólo una de cada 2.000 células de la médula ósea son células madre hematopoyéticas (CMH), pero éstas son la fuente de los diez mil millones de células sanguíneas que los humanos producen cada día. En un nuevo estudio publicado, investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG), en Barcelona, demuestran que el regulador epigenético Phf19 es esencial para la diferenciación de las CEH, y que en su ausencia el tejido sanguíneo está desequilibrado y es equivalente a lo que ocurre naturalmente con el envejecimiento.
Sólo una de cada 2.000 células de la médula ósea son células madre hematopoyéticas. Estas son la fuente de los diez mil millones de células sanguíneas que los humanos producen cada día (imagen simbólica).
Vector8DIY, pixabay.com
La sangre es un tejido complejo formado por diferentes células especializadas (glóbulos blancos, glóbulos rojos, plaquetas y otros tipos) que desempeñan diversas funciones esenciales que van desde el transporte de oxígeno y nutrientes, hasta el mantenimiento de la temperatura corporal o la regulación del sistema inmunológico. Todas las células sanguíneas se generan a partir de las CEH, células precursoras que se almacenan en la médula ósea.
Las enfermedades de la sangre afectan a una gran parte de la población mundial. Una de cada cuatro personas padece anemia, 17 de cada 100.000 tienen hemofilia y 2,5 de cada 100 tumores que se detectan en todo el mundo son de naturaleza leucémica. Todas estas anomalías son el resultado de un mal funcionamiento de las células sanguíneas o de desequilibrios en la composición del tejido sanguíneo.
Mantener el equilibrio de los tejidos sanguíneos es complejo porque cada célula tiene una vida útil diferente. Los glóbulos blancos duran de 5 a 20 días mientras que los glóbulos rojos duran 120 días. Para renovar cada uno de estos tipos de células ante una amenaza como una herida o una hemorragia, las CEH, que normalmente permanecen inactivas, empiezan a dividirse y a producir células especializadas para mantener el equilibrio del tejido sanguíneo.
El proceso de transición de las CEH a las células especializadas está regulado por factores epigenéticos, es decir, por proteínas que determinan qué genes se expresan en cada momento y el tejido celular. Por este motivo, el grupo de investigadores del CRG dirigido por Luciano Di Croce estudió el gen Phf19, que forma parte de un gran grupo de reguladores epigenéticos.
"Las células de la médula ósea se dividen constantemente y son muy sensibles a factores ambientales como la radiación o la quimioterapia", explica Arantxa Gutiérrez, co-autora del artículo. "Cualquier cambio que afecte a la expresión genética de las CEH, incluidos los factores epigenéticos, puede tener un gran impacto en el equilibrio sanguíneo debido a la plasticidad de estas células".
En el estudio publicado en Science Advances, los investigadores del CRG describen el papel del regulador epigenético Phf19 en el mantenimiento de las CMH. Ellos modificaron genéticamente a los ratones para eliminar el gen Phf19 sin afectar su vida normal. Sin el gen, las regiones del genoma que contienen los genes responsables de la diferenciación de las CEH estaban más compactas y no se expresaban. Como consecuencia, las CEH se mantuvieron quietas y no se diferenciaron tanto en células especializadas.
Los investigadores descubrieron que, en condiciones normales, la vida del ratón era saludable, pero en determinadas situaciones, como en el caso de los transplantes o el envejecimiento, la dificultad de producir células diferenciadas comprometía el buen funcionamiento del tejido sanguíneo. A largo plazo, los animales que carecían de Phf19 acumulaban trastornos en la composición de la sangre compatibles con las primeras etapas de la leucemia.
"La gran mayoría de los estudios realizados hasta ahora han eliminado todas las funciones bioquímicas del complejo multiproteico del que forma parte la Pfh19. Hemos adoptado un enfoque más sutil eliminando un solo gen, lo que nos permite descubrir un papel inesperado en la regulación del CMH", explica Luciano Di Croce, autor principal del estudio.
"Hasta ahora se sabía que el envejecimiento condicionaba la cantidad y la actividad de la proteína PHF19 y otras proteínas del complejo del que forma parte, tanto en ratones como en humanos", dice Di Croce. Lo que no se sabía es que la PHF19 controla la activación de las HSC para comenzar a especializarse.
Según Pedro Vizán, co-autor del estudio y becario de la Asosiación Española Contra el Cáncer (AECC) para esta investigación, "el estudio de los procesos por los que las células madre regulan la información genética para producir células especializadas es esencial para entender cómo las células adquieren la pluripotencia y la capacidad de proliferación, características clave para formar tumores". Ahora hemos visto que "la falta de Phf19 aumenta la probabilidad de sufrir trastornos en la composición de la sangre. Por eso estamos estudiando su posible papel como precursor de tumores o si sería una diana terapéutica anticancerosa".
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