Un estudio del Instituto de Neurociencias UMH-CSIC ha descubierto un mecanismo genético clave que regula la migración de las células de la cresta neural, esenciales para el desarrollo craneofacial. Investigadores liderados por Eloísa Herrera han identificado el papel del gen ZIC2 y el complejo ARID1A-BAF en este proceso crítico durante el desarrollo embrionario. Este hallazgo no solo amplía el entendimiento sobre los genes involucrados en la formación facial, sino que también ofrece nuevas perspectivas para abordar enfermedades congénitas relacionadas con malformaciones craneofaciales. El estudio se publicó en The American Journal of Human Genetics y utiliza técnicas avanzadas como secuenciación de ARN y modelos animales para validar sus conclusiones.
Un equipo internacional de investigadores ha hecho un descubrimiento significativo en el ámbito de la genética del desarrollo craneofacial. Este hallazgo revela un mecanismo esencial que regula la formación y migración de las células de la cresta neural craneal, las cuales son fundamentales para la configuración de la estructura facial.
El estudio, co-liderado por la investigadora Eloísa Herrera del Instituto de Neurociencias, un centro mixto de la Universidad Miguel Hernández (UMH) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), amplía el entendimiento sobre el papel que juegan ciertos genes durante una etapa crítica del desarrollo embrionario. Además, este avance podría contribuir a desentrañar las causas subyacentes de diversas enfermedades congénitas.
El descubrimiento se centra en un proceso conocido como transición epitelio-mesénquima, que permite a las células embrionarias cambiar su forma y desplazarse hacia sus destinos específicos para formar órganos y tejidos, incluyendo las estructuras faciales. Según los resultados publicados en la revista The American Journal of Human Genetics, el gen ZIC2, junto con el complejo ARID1A-BAF, desempeña un papel crucial en esta migración celular durante el desarrollo embrionario.
En colaboración con el laboratorio de Marco Trizzino del Imperial College de Londres, los investigadores han analizado células madre derivadas de pacientes con el síndrome de Coffin-Siris, una condición genética poco común caracterizada por anomalías en varias partes del cuerpo, incluidos problemas craneofaciales. Esta investigación se ha centrado en cómo las alteraciones genéticas en ARID1A afectan los programas genéticos relacionados con la transición epitelio-mesénquima y la función del gen ZIC2.
Los análisis incluyeron técnicas avanzadas como secuenciación de ARN e inmunoprecipitación de cromatina, lo que permitió identificar los genes regulados por este eje molecular clave. Además, se utilizaron modelos animales, como ratones y embriones de pollo, para observar cómo ZIC2 regula la migración celular y cuáles son los defectos asociados a la pérdida funcional del complejo ARID1A en el desarrollo craneofacial.
“Descubrimos que ZIC2 se expresa en las células premigratorias justo antes de que comiencen su desplazamiento”, explica Eloísa Herrera, quien lidera el laboratorio de Generación y regeneración de circuitos bilaterales.
Los resultados indican que ARID1A controla un programa genético esencial para la migración y especialización celular durante el desarrollo. “Si ARID1A no funciona correctamente, ZIC2 no puede activar genes necesarios para esta transición, lo que interfiere con la migración adecuada de las células y provoca defectos craneofaciales”, añade Herrera.
Este estudio no solo ilumina los mecanismos genéticos detrás del desarrollo craneofacial sino que también ofrece perspectivas valiosas para futuras terapias dirigidas. “Entender cómo interactúan ZIC2 y ARID1A nos proporciona herramientas clave para explorar tratamientos potenciales en enfermedades congénitas”, concluye la experta.
La investigación fue financiada por diversas instituciones, incluyendo la Agencia Estatal de Investigación, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, así como otras fundaciones y programas dedicados a la excelencia científica.
Referencia del artículo:
Barnada, S.M., Giner de Gracia, A., Morenilla-Palao, C., López-Cascales, M.T., Scopa, C., Waltrich Jr., F.J., Mikkers, H.M.M., Cicardi, M.E., Karlin, J., Trotti, D., Peterson, K.A., Brugmann, S.A., Santen, G.W.E., McMahon, S.B., Herrera, E. and Trizzino, M. (2024). ARID1A-BAF coordinates ZIC2 genomic occupancy for epithelial-to-mesenchymal transition in cranial neural crest specification. The American Journal of Human Genetics 111, 1-21. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2024.07.022
Un equipo internacional de investigadores ha identificado un mecanismo genético esencial que regula la formación y migración de las células de la cresta neural craneal, fundamentales para el desarrollo de la estructura facial.
El hallazgo está relacionado con un proceso conocido como transición epitelio-mesénquima, que permite que las células de un embrión cambien de forma y migren hacia sus destinos para formar órganos y tejidos, incluyendo las estructuras faciales.
El estudio abre la puerta a una mayor comprensión de las causas de ciertas enfermedades congénitas, ofreciendo pistas importantes para el desarrollo de terapias dirigidas.
Se utilizaron técnicas avanzadas como secuenciación de ARN e inmunoprecipitación de la cromatina, además de modelos animales como ratones y embriones de pollo.
El estudio fue coliderado por la investigadora Eloísa Herrera en el Instituto de Neurociencias y también involucró al laboratorio de Marco Trizzino en el Imperial College de Londres.
Si ARID1A no funciona correctamente, ZIC2 no puede ocupar los sitios genómicos necesarios para activar genes relacionados con la transición epitelio-mesénquima, lo que interfiere en la migración celular y puede provocar defectos craneofaciales.