Genes que producen cilios

Genética. Investigadores en Salk han identificado un gen que instruye a las células sobre cómo producir estas pelusas minúsculas que se encargan de mover los fluidos a través de los pulmones y del cerebro

Las primeras fases después de la concepción son celulares. Células se desarrollan en los blastocistos, las etapas tempranas de un embrión y las conocemos como células madre embrionarias; dentro de ellas vienen las moléculas que llamamos ADN y ARN, maquinarias moleculares con bastante información. Dentro del ADN se alojan lo que conocemos como genes y ellos traen las recetas para producir un organismo, comenzamos como un microscópico tejido y nuestra biología se encarga de darnos formas, de hecho, cada uno de esos genes que traemos en las células tiene funciones distintas para irnos armando, formando desde una uña hasta un pulmón.

Y es un regalo de la genética que hoy usamos de formas variadas en la medicina. De hecho, la lectura genética personalizada está cada vez más presente en el diagnóstico general de una persona y se ha comprobado que brinda un sinnúmero de beneficios. La terapia genética y el desarrollo de terapias ancladas en funciones de los genes son las metas que desean alcanzarse en esta área. Para ello, hay que descubrir los trabajos y objetivos de cada una de esas unidades genéticas en nuestros genomas.

Precisamente, investigadores en el Instituto para Estudios Biológicos Salk, en La Jolla, California, han identificado un gen que instruye a las células sobre cómo producir múltiples cilios. Estas estructuras que parecen pelusas minúsculas tienen un trabajo realmente importante pues se encargan de mover los fluidos a través de los pulmones y del cerebro.

“Las células con cilios múltiples juegan papeles importantes y conocer el gen que las instruye a desarrollarlos nos ayudará a entender cómo podemos convencer a las células madre a que se conviertan en una célula en específico, algo que podríamos utilizar para reparar tejido dañado”, explica Christopher R. Kintner, del laboratorio de neurobiología molecular en Salk.

Jennifer Stubbs, otra de las autoras en el estudio, cuenta que se estudiaban embriones de ranas africanas (Xenopus laevis) cuando se hizo el descubrimiento. Era más fácil observarlos en ellas porque se forman en la superficie de los embriones y se trata de uno de esos mecanismos que los científicos aseguran es similar al de los humanos. Hace millones de años que estamos desarrollando células de cilios múltiples.

“Los humanos y otros organismos heredamos los cilios de primarios ancestros unicelulares que utilizaban estas estructuras como propulsión. La mayoría de las células en nuestros cuerpos proyectan un cilio estático que es usado como una pequeña antena para detectar estímulos químicos y físicos. Sin embargo, células especializadas requieren de cilios múltiples, entre 100 a 200 y en movimiento, con el propósito de mover los fluidos por el cuerpo”, explica Kintner.

La proteína FoxJ1

En estudios anteriores, los autores habían descubierto una proteína llamada FoxJ1, que promovía la formación de un cilio en movimiento pero no se sabía bien cómo de un cilio se pasaba a múltiples de ellos. Todos sabemos que las proteínas y los genes son entrañables compañeros y los investigadores descubrieron el gen que produce la proteína ‘multicilin’, que se encarga de decirle a las células que hagan decenas y decenas de cilios. Todo inicia en esas fases primarias del embrión cuando la proteína indica a ciertas células madre que forran los pulmones, riñones y piel que desarrollen estas células de cilios múltiples.

“Cuando las células son expuestas a multicilin, sus mecanismos genéticos para desarrollar cilios múltiples es activado, eso quiere decir que esta proteína dirige el desarrollo de estas células en un número de órganos diferentes. Era un misterio cómo estas células múltiples se producían pero esta nueva información llena varios huecos del rompecabezas”, dice Stubbs.

La idea es que en el futuro las células madre reemplacen los cilios dañados. Muchos desórdenes respiratorios pueden resultar del deterioro a los cilios que se encargan de retirar a los mocos protectores de las vías respiratorios; el asma crónica, la enfisema y la fibrosis quística podrían beneficiarse con terapias genéticas derivadas de estos experimentos.


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