Quan un òvul i un espermatozoide s’uneixen, comença un complex procés de divisió cel·lular que donarà lloc a un nou ésser viu. De fet, totes les cèl·lules de l’organisme procedeixen de cèl·lules mare embrionàries que han de dividir-se de manera controlada i precisa per donar lloc a la formació correcta d’òrgans i teixits de l’embrió. Ara bé, com les cèl·lules mare aconsegueixen controlar aquest procés de divisió accelerat sense descontrolar-se, com els passa a les cèl·lules tumorals, i com la velocitat de divisió s’adequa a les provisions energètiques i moleculars de què disposen en cada moment, són encara preguntes que la ciència intenta respondre.

En aquest sentit, un grup d’investigadors del Centre de Regulació Genòmica (CRG), part del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST), liderats per Luciano Di Croce, professor investigador ICREA, i Sergi Aranda, primer autor i colíder de l’estudi, i Eduard Sabidó, de la Unitat de Proteòmica CRG/UPF, han identificat un mecanisme molecular que regula la velocitat de divisió de les cèl·lules mare. El seu descobriment, que es publica a la revista Science Advances, podria tenir una important repercussió en la recerca de la infertilitat.

En concret, els investigadors han aconseguit descriure una funció fins ara desconeguda d’una proteïna, anomenada AHCY, que regula de forma directa l’activació de gens en les cèl·lules mare embrionàries. Per fer-ho, els científics del CRG combinaren eines moleculars, cel·lulars i computacionals per descobrir quines proteïnes estan unides al genoma de les cèl·lules mare embrionàries.

Han identificat un mecanisme molecular que regula la velocitat de divisió de les cèl·lules mare. El descobriment podria tenir una important repercussió en la recerca de la infertilitat.

“Hem aconseguit obtenir una fotografia del proteoma, o conjunt de proteïnes associat a l’ADN, de les cèl·lules mare embrionàries, que ens ha desvetllat moltes dades inesperades”, assenyala Aranda. “Per exemple, descobrírem la presència de certs enzims del metabolisme, entre ells AHCY, associats directament a la regulació de gens”, afegeix.

Aquestes noves troballes, no només estableixen AHCY com un regulador de l’activació de gens, sinó que suggereixen una associació molecular directa entre el metabolisme de nutrients, la regulació genòmica i el control de la velocitat de divisió de les cèl·lules mare pluripotents durant el desenvolupament embrionari, i possiblement en cèl·lules tumorals.

“La presència de nutrients és essencial per al creixement correcte de l’embrió. Gràcies al nostre estudi hem pogut identificar a nivell molecular com s’estableix aquesta relació entre disponibilitat de nutrients i control de la velocitat de divisió de les cèl·lules mare embrionàries”, afegeix Di Croce.

Els resultats d’aquest treball, a més, podrien tenir una important repercussió en la recerca científica de la infertilitat, ja que la proteïna AHCY en humans té una funció irreemplaçable, com apunten resultats preliminars del laboratori.

“Ara volem investigar si existeix una associació entre AHCY i defectes durant la gestació embrionària en humans. D’aquesta manera, podríem oferir eines per al diagnòstic molecular i la predicció de possibles problemes de fertilitat en humans”, explica Aranda.

Article de referència:

Aranda S, Alcaine-Colet A, Blanco E, Borràs E, Caillot C, Sabidó E, Di Croce L. Chromatin capture links the metabolic enzyme AHCY to stem cell proliferation. Science Advances, 5:eaav2448 (2019). http://advances.sciencemag.org/content/5/3/eaav2448.