Un equipo de investigadores han logrado una hazaña asombrosa: crear células madre de ratón funcionales capaces de convertirse en un ratón vivo utilizando material genético de choanoflagelados, organismos unicelulares anteriores a los animales.

Este descubrimiento redefine nuestra comprensión de los orígenes de las células madre y subraya las profundas conexiones evolutivas entre los animales y sus parientes unicelulares.

El Dr. Alex de Mendoza, de la Queen Mary University, dijo en un comunicado:

“Al crear con éxito un ratón utilizando herramientas moleculares derivadas de nuestros parientes unicelulares, somos testigos de una extraordinaria continuidad de funciones a lo largo de casi mil millones de años de evolución.

El estudio implica que genes clave implicados en la formación de células madre podrían haberse originado mucho antes que las propias células madre, quizá ayudando a allanar el camino para la vida multicelular que vemos hoy”.

Emplear genes antiguos

Dirigido por el Dr. de Mendoza, en colaboración con la The University of Hong Kong, el equipo descubrió que los choanoflagelados poseen versiones de los genes Sox y POU, impulsores clave de la pluripotencia, la capacidad de las células madre para diferenciarse en cualquier tipo celular.

Monosiga brevicollis (choanoflagelados). Crédito de imagen: Stephen Fairclough

Se creía que estos genes habían evolucionado exclusivamente en animales. Sin embargo, esta investigación revela que existían mucho antes de que surgiera la vida multicelular, y que desempeñaban funciones en procesos unicelulares que más tarde se reutilizaron en organismos complejos.

El trabajo de Shinya Yamanaka, ganador del Premio Nobel en 2012, demostró que la reprogramación de células diferenciadas en células madre requería cuatro factores, entre ellos Sox2 y Oct4 (un gen POU).

Partiendo de esta base, los investigadores sustituyeron el gen Sox2 en células de ratón por su homólogo en choanoflagelados. Esta sustitución consiguió reprogramar las células a un estado pluripotente, confirmando la funcionalidad de estos genes ancestrales.

Para comprobar su eficacia, el equipo inyectó las células reprogramadas en embriones de ratón en desarrollo. Los ratones quiméricos resultantes presentaban rasgos físicos tanto de los embriones donantes como de las células madre introducidas, como manchas negras en el pelaje y ojos oscuros. Esto demostró que el gen Sox derivado del choanoflagelado se integraba perfectamente en el desarrollo de un animal complejo.

Ecos evolutivos en la genética moderna

Los choanoflagelados, a menudo descritos como los parientes vivos más cercanos de los animales, carecen por completo de células madre. En cambio, sus versiones de los genes Sox y POU probablemente regulaban funciones celulares básicas. Posteriormente, los organismos pluricelulares adoptaron estas antiguas funciones para impulsar la formación de células madre y la especialización de tejidos, lo que ofrece una fascinante visión del “reciclaje” genético que dio forma a la complejidad de la vida.

La investigación pone de relieve cómo la evolución reutiliza las herramientas genéticas existentes, convirtiéndolas en motores versátiles de la innovación. Esta adaptabilidad subraya cómo los procesos fundacionales de los organismos unicelulares sentaron las bases para el desarrollo de formas de vida complejas.

El ratón de la izquierda es un quimérico con ojos oscuros y manchas de pelo negro, resultado de células madre derivadas de un gen Sox de choanoflagelado. El ratón salvaje de la derecha tiene los ojos rojos y el pelaje totalmente blanco. La diferencia de color se debe a los marcadores genéticos utilizados para distinguir las células madre, no a un efecto directo del propio gen. Crédito de imagen: Gao Ya y Alvin Kin Shing Lee / Centre for Comparative Medicine Research (CCMR)

Podría revolucionar la medicina regenerativa

Además de reescribir la biología evolutiva, estos hallazgos podrían revolucionar la medicina regenerativa. Entender cómo los genes antiguos hicieron posible la pluripotencia ofrece nuevas vías para perfeccionar las terapias con células madre y mejorar las técnicas de reprogramación celular.

Por ejemplo, las versiones sintéticas de estos genes podrían superar a los genes animales nativos, abriendo posibilidades para tratamientos más eficaces de enfermedades o daños tisulares.

El Dr. Ralf Jauch, de la University of Hong Kong, dijo en un comunicado:

“Estudiar las antiguas raíces de estas herramientas genéticas nos permite innovar con una visión más clara de cómo pueden ajustarse u optimizarse los mecanismos de pluripotencia.

Esto podría suponer un gran avance en la ingeniería de células madre para aplicaciones médicas”.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista Nature Communications.

[FT: phys]

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