Las células de la cresta neural (CCN) son un grupo de células multipotentes que se originan en la parte más dorsal del tubo neural, y previo al cierre del mismo son capaces de delaminar de dicho epitelio adquiriendo capacidad migratoria. Después de migrar y alcanzar su destino, las CCN se diferencian en un gran número de derivados celulares, incluyendo neuronas, glía, melanocitos, osteocitos y condrocitos, y así formar parte de diversos tejidos. Para adquirir capacidad migratoria, estas células tienen que delaminar del neuroepitelio mediante un proceso conocido como transición epitelio-mesénquima (TEM), y de manera opuesta, al condensarse y diferenciarse para formar ciertos tejidos sufren una transición mesénquima-epitelio (TME). Ambos procesos, llevados a cabo por las CCN, tienen grandes semejanzas en cuanto a las vías moleculares que se activan y a los cambios celulares que sufren las células cancerosas durante el inicio de la metástasis y el establecimiento de tumores secundarios. En los últimos años se ha demostrado la existencia de redes regulatorias epigenético-microRNAs que regulan los procesos de TEM en células cancerosas. Particularmente, se ha demostrado la existencia de un proceso dinámico y reversible de metilación-demetilación del ADN de determinados microARNs antitumorales involucrados en la regulación de genes implicados en dichas transiciones. Sin embargo, cabe destacar que el estudio de la TME de células cancerosas in vivo resulta muy complejo dada la impredecibilidad del tejido en donde se establecerán los tumores secundarios. En este sentido nosotros hipotetizamos la existencia de redes regulatorias epigenético-microRNA comunes entre las CCN y a las células tumorales durante ambas transiciones. Sobre esta premisa, el objetivo general de este proyecto es determinar la existencia de una red regulatoria reversible entre factores epigenéticos y microARNs necesarios para la delaminación y condensación de las CCN en vertebrados.

Durante el desarrollo del embrión, los diferentes programas de diferenciación celular son controlados estrictamente. Al momento de la gastrulación, las células ectodérmicas comienzan a segregarse en dos territorios bien definidos, la placa neural y el borde de la placa neural (cresta neural y progenitores de placoda), mediante una compleja red secuencial de genes. Los miRNA son un subgrupo específico de RNAs no codificantes que están implicados en una gran cantidad de eventos celulares, incluido el equilibrio entre la proliferación y la diferenciación, así como también son capaces de la modulación espacio-temporal de genes importantes en el desarrollo temprano. Es bien sabido que la suplementación con vitaminas es necesaria durante los períodos periconcepcionales en humanos. Particularmente, el folato y la vitamina C (ácido ascórbico) son requeridos para los procesos de metilación y demetilación del ADN, respectivamente. Aproximadamente el 50% de los miARN están inmersos o asociados a islas CpG, y su expresión está regulada principalmente por metilación del ADN. En este sentido, en nuestro grupo estamos estudiando el rol de la vitamina C y la disponibilidad de folato en la regulación epigenética de microARN involucrados en la restricción territorial de los progenitores de las placas neurales y neurales.

El folato es un compuesto esencial para el desarrollo embrionario temprano. Los humanos son incapaces de sintetizar folato; por lo tanto, debe incorporarlo por la dieta para satisfacer sus necesidades metabólicas. La deficiencia de folato o la exposición a alcohol en las primeras etapas del desarrollo conduce a defectos graves del tubo neural y de la cresta neural, tales como espina bífida, trastornos craneofaciales y cardíacos. Aunque tanto la deficiencia de folato como la toxicidad del alcohol en las primeras etapas de desarrollo han siempre sido atribuidas a la exposición materna, estudios recientes en modelos humanos y animales han sugerido que los padres pueden contribuir a dichas anomalías. Estudios muy recientes demostraron que la descendencia puede heredar ciertos rasgos paternos, lo que sugiere que la herencia epigenética puede ocurrir a través de los espermatozoides. En la búsqueda de estos «factores lamarckianos» en los espermatozoides se ha sugerido recientemente que los ARNs y sus modificaciones, en particular en los ARN pequeños no codificantes (sncARN), podrían ser los mediadores de esta herencia. Además se ha demostrado que estos sncRNA pueden regular en última instancia la metilación del ADN, las modificaciones de histonas y la traducción de ARNm y por lo tanto afectar el desarrollo temprano. Bajo este marco, en nuestro laboratorio estamos estudiando el efecto paterno de la exposición al alcohol y la deficiencia de folato sobre las desregulaciones de las modificaciones y el contenido de sncRNA en el esperma que pueden producir defectos de desarrollo de la descendencia.

La regulación de la proliferación de las células germinales es un proceso fundamental para la diferenciación de las gónadas así como la reproducción de cualquier especie. Está regulación es llevada a cabo por el balance óptimo entre la proliferación, necesaria para la producción de un número adecuado de gametas, y la apoptosis o muerte celular programada, necesaria para la eliminación de gametas defectuosas y el control de la proliferación. La pérdida de este balance puede producir la hiper-proliferación de las células germinales, produciendo neoplasias o cáncer testiculares u ováricos, o por otro lado un exceso en la apoptosis llevaría a la esterilidad del individuo. Este balance está regulado a nivel endócrino y molecular. Es por esto que nos interesa conocer los mecanismos moleculares, epigenéticos y endócrinos que regulan este proceso fundamental para el éxito reproductivo.

Estudios recientes revelan la existencia de un posible mecanismo de regulación cruzada entre HPT y HPG, donde por ejemplo las hormonas tiroideas (HTs) regularían positivamente en concentraciones ambientalmente relevantes la síntesis de andrógenos en la masculinización observada en peces y ranas expuestas a estas hormonas. Pretendemos determinar los efectos de las HTs en el desarrollo gonadal de dos modelos de vertebrados acuáticos: Oryzias latipes y Silurana tropicalis, para dilucidar los mecanismos moleculares implicados en esta regulación cruzada. Con el presente proyecto se conocerá la regulación de HTs en la síntesis de andrógenos en un proceso clave del desarrollo, como es la diferenciación gonadal estableciendo una interesante propuesta molecular y endocrinológica comparada.

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