Control epigenético de las células madre del sistema nervioso

Control epigenético de las células madre del sistema nervioso

Fuente: iStockphoto



Adelaida Holgado Moreno.
Genética Molecular.
3º de Biotecnología.

El sistema nervioso sigue siendo el gran misterio del cuerpo humano. Aunque se han desentrañado gran parte de los mecanismos que lo componen, conocer la diferenciación en los distintos tipos celulares y la regulación de estosprocesos supondría un importante campo de estudio para la medicina clínica que trata de curar enfermedades relacionadas con el cerebro y los desórdenes neuronales.
Actualmente se han realizado varios estudios en los que se demuestra que el crecimiento y la diferenciación de las células madre del sistema nervioso están controlados, al menos en parte, por mecanismos de regulación epigenéticos.Nomenclatura.
NSC’s: Células madre neuronales.
SNC: Sistema nervioso central.
HAT: Histona acetiltransferasa.
HDAC: Histona desacetilasa.
NRSE: Elemento silenciador restrictivo de neuronas.
GFAP: Proteína ácida fibrilar glial
Ngn1: Factor de transcripción neurogenina 1.

Introducción.
Se conoce a los mecanismos epigenéticos como a aquellos que afectan a la expresión del ADN sin variar susecuencia. Existen múltiples mecanismos epigenéticos conocidos, que incluyen la metilación, acetilación, ubiquitinación y fosforilación del ADN, entre otros. Las células madre neuronales (NSC’s) son aquellas células capaces de autorrenovarse y diferenciarse en los tres tipos principales de células del sistema nervioso: neuronas, oligodendrocitos y astrocitos. En la práctica, esta definición no está muyclara ya que las NSC’s son capaces de autorrenovarse sólo en ciertas condiciones y pierden esta capacidad con el tiempo. Durante el desarrollo del sistema nervioso, las células tienen ciclos de divisiones simétricas y se van sometiendo a la neurogénesis mediante divisiones asimétricas. Las células neuroepiteliales suelen formar las células de la glía radial (células clave de los patrones deexpresión y migración neuronales), las células progenitoras corticales dan lugar a los astrocitos (encargados del mantenimiento de las funciones neuronales), y los oligodendrocitos surgen normalmente en lugares específicos como la región ventral del tubo neural. Estos oligodendrocitos migrarán posteriormente hacia la sustancia blanca del SNC para formar las vainas de mielina.
En el sistema nervioso deadultos, se han encontrado NSC’s en la zona subgranular del hipocampo y en la zona subventricular. También, en menor medida, se han hallado NSC’s adultas en la médula espinal. Estas NSC’s pueden ser extraídas y cultivadas in vitro, lo cual proporciona modelos de estudio interesantes para determinar los mecanismos de diferenciación neuronal.

Estructura de la cromatina y el papel de lashistonas.
Los estudios realizados los últimos años han ratificado la certeza de que las modificaciones covalentes que se producen en las histonas son cruciales para la regulación de la expresión génica en las células. Una modificación muy bien detallada de las histonas es la acetilación de la lisina, mediada por una histona acetiltransferasa (HAT), que transfiere un acetilo procedente de un Acetil-CoApara formar ε-N-acetil lisina. La reacción inversa es catalizada por la histona desacetilasa (HDAC).
Las histonas en estado desacetilado empaquetan el ADN en nucleosomas, lo cual impide el acceso de los factores de transcripción a las regiones de destino, inhibiendo la transcripción de ciertos genes. La acetilación de las colas N-terminales conservadas en las histonas desemboca en la relajaciónde los nucleosomas al disminuir las interacciones de las cargas positivas de las histonas con las cargas negativas de los fosfatos presentes en el ADN. La relajación de los nucleosomas facilita el acceso de los factores de transcripción a las hebras de ADN y permiten la activación de genes. Existen varias HDAC en los seres humanos, divididas en cuatro subgrupos según su función y similitud....