L’estudi del procés de formació dels òrgans en humans, l’organogènesi, és molt important de cara als intents de tractar malalties mitjançant la regeneració de l’òrgan defectuós. Una dificultat per estudiar la organogènesi és la manca de teixit per a dur a terme els estudis i és per això que els mecanismes reguladors que hi intervenen no es coneixen al detall. En el cas del pàncrees, estudis previs sobre la seva formació en models animals han descobert diversos factors de transcripció que en regulen el desenvolupament a nivell embrionari. Tot i això, no se sap per quin mecanisme ho fan.
Per exemple, en certes formes de diabetis, hi ha una destrucció de les cèl·lules productores d’insulina, i molts investigadors intenten produir-les artificialment per poder implantar-les, de manera que es pugui evitar l’administració d’insulina. Per tal de poder disposar de cèl·lules que funcionin correctament és necessari comprendre molt bé les instruccions que utilitza el cos per produir-les durant la seva formació fetal.
En el cas del càncer de pàncrees, una malaltia de molt mal pronòstic, se sap que les cèl·lules canceroses sovint esdevenen similars a les embrionàries. Això podria ser perquè activen els “interruptors” genòmics del pàncrees embrionari.
En el treball que publica la revista Nature Cell Biology, els investigadors han elaborat el mapa regulador de les cèl·lules mare embrionàries que donen lloc a tots els subtipus cel·lulars del pàncrees. En l’estudi han caracteritzat tant els gens com les regions llunyanes de la cadena d’ADN que potencien l’expressió d’aquests gens o la desactiven. El treball s’ha realitzat en un nou model in-vitro de cèl·lules mare embrionàries, diferenciades a les cèl·lules progenitores del pàncrees, en dos models animals (peix zebra i ratolins) i en teixit pancreàtic humà. La possibilitat de comparar el model de cèl·lules mare amb el teixit pancreàtic embrionari humà el valida per realitzar estudis sobre aquest òrgan d’ara en endavant.
En l’el·laboració d’aquest mapa han descobert un nou factor de transcripció que fins ara no s’havia relacionat amb el desenvolupament a nivell embrionari del pàncrees i han vist que si es pertorben els factors de transcripció, els enhancers corresponents no funcionen correctament. Aquest fet ajudarà a trobar mutacions que puguin estar vinculades al desenvolupament defectuós del pàncrees.
“Fins ara la majoria dels estudis del genoma humà s’han centrat en una minúscula part del genoma que conté els gens, però ara sabem que hi ha centenars de milers de elements del genoma que son molt importants perquè serveixen per encendre’ls i apagar-los. Aquests interruptors tenen implicacions importantíssimes per comprendre i tractar malalties humanes com la diabetis i el càncer”, explica el Dr. Jorge Ferrer, líder de l’estudi. El grup encapçalat pel Dr. Ferrer a l’IDIBAPS ja va publicar recentment, a la revista Nature Genetics, defectes en les regions “interruptores” (enhancers) que causen diabetis.
En l’estudi hi han participat investigadors de l’IDIBAPS, l’Imperial College de Londres, de els universitats de Cambridge i Manchester, del Centre Andalús de Biologia del Desenvolupament i de l’Instituto de Biologia Molecular e Celular de Porto. “Ha estat un treball molt col·laboratiu i que no s’hagués pogut dur a terme sense la participació de tots els grups” , comenta la Dra. Meritxell Rovira, una de les 5 primeres co-autores de l’estudi. “Aquest fet ens ha permès validar funcionalment els resultats obtinguts a nivell computacional utilitzant dos models animals (ratolí i peix zebra)”, afegeix.
“Aquest estudi constitueix una plataforma que es posa ara a disposició de tota la comunitat científica per poder estudiar mutacions en aquestes regions del genoma que, per exemple, predisposin a una Diabetis de tipus II o al càncer de pàncrees, o que puguin donar lloc a defectes en el desenvolupament d’aquest òrgan”, explica la Dra. Inês Cebola, una de las primeres signants de l’estudi i investigadora del grup del Dr. Ferrer a l’Imperial College de Londres.
Fotografia: Imatge de microscopia confocal de pàncrees de ratolí embrionari (estadi E12.5). (Autor: Miguel Ángel Maestro ©)
Referència de l'article:
TEAD and YAP regulate the enhancer network of human embryonic pancreatic progenitors
Inês Cebola, Santiago A. Rodríguez-Seguí, Candy H-H. Cho, José Bessa, Meritxell Rovira, Mario Luengo, Mariya Chhatriwala, Andrew Berry, Joan Ponsa-Cobas, Miguel Angel Maestro, Rachel E. Jennings, Lorenzo Pasquali, Ignasi Morán, Natalia Castro, Neil A. Hanley, Jose Luis Gomez-Skarmeta, Ludovic Vallier & Jorge Ferrer
Nature Cell Biology (2015) doi:10.1038/ncb3160