Publicado 22/12/2021 07:39CET

Los genes se activan en el embrión humano desde el principio y no a los 3 o 4 días de la fecundación, como se pensaba

Archivo - Embrión.
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MADRID, 22 Dic. (EUROPA PRESS) -

El hallazgo de que algunos genes están activos desde el principio desafía la opinión de los libros de texto de que los genes no se activan en los embriones humanos hasta que están formados por cuatro u ocho células, dos o tres días después de la fecundación. La actividad recién descubierta comienza en la fase de una célula -mucho antes de lo que se pensaba- y promete cambiar la forma de pensar sobre nuestros orígenes de desarrollo.

La investigación, publicada en la revista 'Cell Stem Cell', ha sido codirigida por el profesor Tony Perry, de la Universidad de Bath, en Reino Unido; el doctor Giles Yeo, de la Universidad de Cambridge, y el doctor Matthew VerMilyea, de Ovation Fertility, en Estados Unidos.

Mediante un método llamado secuenciación del ARN, el equipo aplicó un análisis de precisión a óvulos humanos individuales y embriones de una célula para hacer un inventario detallado de los productos reveladores de la actividad de los genes, llamados transcritos de ARN. Reveló que cientos de genes se despiertan en los embriones humanos de una célula.

Como la actividad de los genes comienza siendo pequeña, las técnicas anteriores no eran lo suficientemente sensibles para detectarla. Pero la secuenciación de ARN de última generación utilizada en este estudio fue capaz de revelar incluso pequeños cambios.

"Esta es la primera buena mirada al comienzo de un proceso biológico por el que todos pasamos: el tránsito por la etapa de embrión de una célula --destaca el profesor Perry, del Departamento de Biología y Bioquímica de Bath--. Sin el despertar del genoma, el desarrollo fracasa, así que es un paso fundamental".

El equipo descubrió que muchos genes activados en los embriones de una célula permanecen encendidos hasta la fase de cuatro a ocho células, momento en el que se apagan.

"Parece que hay una especie de cambio genético en los embriones tempranos: el primer cambio comienza poco después de la fecundación, en los embriones de una célula, y un segundo cambio se produce en la fase de ocho células", apunta el profesor Perry.

En el momento de la fecundación humana, los genomas de los espermatozoides y los óvulos -el conjunto de todos sus genes- están inactivos: los espermatozoides y los óvulos dependen de las transcripciones producidas cuando se estaban formando para recibir las instrucciones que regulan sus características.

Los transcritos proporcionan instrucciones esenciales en todas las células, y las células embrionarias no son una excepción. Esto significa que es esencial que los genomas parentales (esperma y óvulo) se despierten en el nuevo embrión, pero la cuestión es cuándo y cómo ocurre.

Así, según los investigadores, entender el proceso de despertar del genoma es importante ya que es una pieza clave del rompecabezas del desarrollo que promete una mejor comprensión de las enfermedades, la herencia y la infertilidad.

Los científicos encontraron algunos genes activados que cabría esperar que desempeñaran funciones en los embriones tempranos, pero las funciones de otros eran desconocidas y podrían apuntar a acontecimientos embrionarios que aún no comprendemos.

Los hallazgos del equipo también arrojan luz sobre cómo se activan los genes. "Aunque se cree que el desencadenante de la activación procede del óvulo, no se sabe cómo; ahora que sabemos qué genes están implicados, podemos localizar sus direcciones y utilizar técnicas moleculares para averiguarlo", señala el profesor Perry.

Sorprendentemente, los candidatos que podrían desencadenar la activación de los genes incluyen factores habitualmente asociados al cáncer, como algunos oncogenes bien conocidos. Esto llevó a los investigadores a especular que el papel natural y saludable de los factores que se sabe que se comportan mal en el cáncer, es despertar los genes en los embriones de una célula. Si esto resulta ser correcto, los hallazgos del equipo podrían iluminar los eventos que inician el cáncer, proporcionando nuevas oportunidades de diagnóstico y prevención.

Los hallazgos también tienen implicaciones clínicas para la herencia de rasgos adquiridos, como la obesidad: los padres que ganan peso parecen transmitir el rasgo a sus hijos. No se sabe cómo se transmiten estos rasgos adquiridos, pero la alteración de la activación de los genes tras la fecundación es un posible mecanismo.

Como sugiere el doctor Yeo, de la Unidad de Enfermedades Metabólicas del Consejo de Investigación Médica de Cambridge, "si es cierto, deberíamos poder ver esta firma de activación genética alterada en la etapa de una célula".

El equipo también examinó embriones unicelulares poco saludables que no llegan a desarrollarse y descubrió que muchos de sus genes no se activan. Los embriones anormales se han utilizado para evaluar métodos de edición del genoma humano hereditario, pero los nuevos hallazgos sugieren que pueden ser inadecuados como sistema de prueba fiable.