Investigadores de la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi (NYUAD) han revelado un código que identifica el genoma del hígado para explicar la notable capacidad de regeneración de este órgano. Este hallazgo proporciona una nueva perspectiva sobre cómo se activan genes específicos que promueven la regeneración cuando se extrae una parte del hígado. Estos hallazgos podrían ayudar al desarrollo de una nueva forma de medicina regenerativa que podría ayudar a que los órganos no regenerativos crezcan en ratones y humanos.
Mientras que otros animales pueden regenerar la mayoría de los órganos, los humanos, los ratones y otros mamíferos solo pueden regenerar sus hígados en respuesta a una lesión o cuando se extrae una pieza. Los investigadores de la NYU Abu Dhabi plantean la hipótesis de que los genes que impulsan la regeneración en el hígado estarán controlados por un código específico que les permitirá activarse en respuesta a una lesión o erradicación. Se centran en el epigenoma, que son modificaciones del ADN que alteran la expresión génica, en lugar de cambiar el código genético en sí.
Utilizando un modelo de hígado de ratón, el equipo de investigadores de la NYUAD dirigido por la profesora de biología Kirsten Sadler-Edble identificó elementos del código epigenético que se encuentran en los hepatocitos inactivos (células que no se reproducen actualmente pero que tienen la capacidad de proliferar en las condiciones adecuadas) que activan genes específicos. para la regeneración. Los genes involucrados en la proliferación de hepatocitos se silencian en hígados que no se regeneran, pero el resultado sorprendente es que viven en partes del genoma donde la mayoría de los genes están activos. Los investigadores encontraron que estos genes pro-regeneración fueron marcados con una modificación específica: H3K27me3. Durante la regeneración, H3K27me3 se empobrece de estos genes, lo que permite su expresión dinámica y conduce a su ubiquitilación.
En una hoja de cromatina formada por un código genético que confiere la capacidad regenerativa de los hígados de ratón publicada en Nature Communications, Sadler y la científica investigadora principal de su equipo, Chi Zhang, presentan el descubrimiento de que los hígados de ratón contienen elementos del código epigenético que permiten genes regenerativos para activar al enviarle una señal. Los patrones epigenéticos son un mecanismo bien establecido que coordina la expresión génica. Sin embargo, anteriormente se desconocía la forma en que los patrones epigenéticos contribuyen a la expresión genética en el hígado o cómo afectan la regeneración del hígado. Su búsqueda reveló seis estados de cromatina distintos en el hígado de ratón que corresponden a marcadores genéticos específicos, proporcionando el primer mapa de cromatina de este importante órgano y mostrando que los elementos de este mapa son esenciales para la regeneración del hígado. Este hallazgo proporciona un mecanismo que mantiene a las células del hígado en un estado de «espera», listas para la renovación de la señal.
«El secreto de la regeneración está encerrado en un código en el epigenoma del hígado. Ahora estamos estudiando a los «autores» del código epigenético, las enzimas que crean marcas epigenéticas, para ver cómo este código epigenético responde al envejecimiento, ya que la capacidad del hígado para regenerarse disminuye en los animales más viejos, incluidos los humanos «, dijo Sadler. Medicina regenerativa ofrece promesas para el desarrollo de la medicina regenerativa; Quizás incluso podamos intentar escribir un código que permita la regeneración en los hígados jóvenes de las células de los animales mayores, o incluso modificar este código en otros órganos que no se regeneran y que actualmente solo pueden ser reemplazados por trasplantes complejos y de alto riesgo ”.
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