Los retrovirus en el genoma humano es activo en células madre pluripotentes

Mayo 13, 2016 Admin Salud 0 2
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Un retrovirus llamado HERV-H, que es parte de los millones de genoma humano de hace años, podría desempeñar un papel importante en las células madre pluripotentes, según un nuevo estudio publicado en la revista Retrovirology por científicos de la Escuela de Medicina de la Universidad de Massachusetts. Las células madre pluripotentes pueden generar todos los tipos de tejidos, incluyendo las células sanguíneas, células cerebrales y células del corazón. El descubrimiento, que podría ayudar a explicar cómo estas células mantienen un estado de pluripotencia y son capaces de diferenciarse en muchos tipos de células, podría tener profundas implicaciones para las terapias que pueden utilizar las células madre pluripotentes para tratar una variedad de enfermedades humanas.

"Lo que hemos observado es que un grupo de retrovirus endógeno llamado HERV-H está muy ocupado en las células madre de embriones humanos", dijo Jeremy Luban, MD, David L. Freelander Memorial Profesor de Investigación del VIH/SIDA, profesor de medicina molecular y autor del estudio. "De hecho, HERV-H es uno de los genes más abundantemente expresado en células madre pluripotentes y no se encuentra en otros tipos de células."

En el estudio, Dr. Luban y sus colegas describen cómo secuencia de ARN HERV-H es de hasta 2 por ciento del total de ARN encontrado en células madre pluripotentes. La secuencia de HERV-H es controlada por los mismos factores que se utilizan para reprogramar células de la piel en células madre pluripotentes inducidas (iPS) células, un descubrimiento que ganó el Premio Nobel 2012 de Fisiología o Medicina. "En otras palabras, HERV-H es un nuevo marcador de pluripotencia en el ser humano que tiene el potencial de ayudar en el desarrollo de las células iPS y transformar la tecnología de células madre en progreso", dijo Luban.




Cuando un retrovirus infecta una célula, inserta sus propios genes en el ADN cromosómico de la célula huésped. Como resultado, la célula huésped es el genoma viral como parte de su secuencia de ADN y empieza a hacer las proteínas necesarias para montar nuevas copias del virus. Y debido a que el retrovirus es ahora parte del genoma de la célula huésped, cuando la célula se divide, el virus es heredado por todas las células hijas.

En raros casos, se cree que los retrovirus pueden infectar a los óvulos o espermatozoides humanos. Si esto sucede, y si el embrión resultante sobrevive, el retrovirus puede convertirse en una parte permanente del genoma humano, y se transmite de generación en generación. Los científicos estiman que hasta un 8 por ciento del genoma humano puede estar compuesto de infecciones por retrovirus producido permaneció extinguieron millones de años atrás. Sin embargo, se cree que estos secuencias de retrovirus fosilizado no tener distinguibles valor funcional.

"El genoma humano está lleno de ADN retrovirus pensado para no ser más que fósiles basura", dijo Luban. "Cada vez más, hay indicios de que estas secuencias pueden no ser chatarra. Podría desempeñar un papel en la expresión de genes, después de todo."

Un experto en VIH y otros retrovirus, Luban y sus colegas estaban tratando de averiguar si había una lógica en la que, en el genoma humano expansivo, retrovirus ajuste. Saber dónde a lo largo del retrovirus de ADN cromosómico podrían atacar podría conducir al desarrollo de fármacos que protegen contra la infección; mejores tratamientos de terapia génica; o nuevos biomarcadores que podrían predecir donde se insertará un retrovirus en el genoma, dijeron Luban.

Pasando estas mismas técnicas en secuencias de retrovirus ya en el genoma humano, encontraron una secuencia, HERV-H, que parecía ser activo. "Las secuencias de proteínas no eran porque habían sido tan interrumpido en el transcurso de millones de años, pero que estaban haciendo estos largos ARNs no codificantes," dijo Luban.

En particular, la secuencia de HERV-H estaba haciendo grandes cantidades de ARN en las células madre de embriones humanos - y sólo las células madre. En total, hay más de 1.000 genomas retrovirus HERV-H dispersos por todo el genoma humano. El laboratorio Luban también encontró altos niveles de HERV-H ARN en algunas células iPS. Otras células iPS, tal vez aquellas líneas que no han sido suficientemente reprogramadas para pluripotencia, tenían menores niveles de HERV-H ARN, otro indicio de que HERV-H puede ser un indicador importante para la pluripotencia.

Curiosamente, los genes HERV-H que se expresan en las células madre humanas pluripotentes se encuentran sólo en los genomas de humanos y chimpancés, lo que indica que HERV-H infectado relativamente reciente antepasado de los humanos, dijo Luban.

"Érase una vez HERV-H es un invasor en nuestro genoma y enfermedad causada tal vez como el SIDA o el cáncer", dijo Luban. "Ahora parece que una especie de dйtente se logró. No sólo eso, sino que este antiguo invasor puede un día ser utilizado por los médicos para tratar a personas con una amplia gama de enfermedades por medio de terapias con células madre."

Luban y colegas luego tratan de determinar los mecanismos específicos a través del cual HERV-H contribuye a la pluripotencia.

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