Evolución
Desde hace millones de años, llevamos un virus que resulta indispensable para el desarrollo embrionario
“Aunque la mayoría de los retrovirus endógenos se consideran "fósiles genéticos", algunos han sido asociados con procesos cancerosos, nos explica el autor del estudio, Nabil Djouder , científico del CNIO
La evolución se produce, básicamente, por cuatro procesos: la selección natural, el flujo génico, la deriva génica y la mutación. Precisamente el último de ellos es el que tiene que ver con un reciente hallazgo realizado por expertos del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). De acuerdo con un estudio publicado en Science Advances, un virus que infectó a los primeros animales hace cientos de millones de años se introdujo en nuestra genética hasta provocar un cambio, una mutación. Ese virus hoy indispensable para el desarrollo del embrión.
Los virus insertan sus genomas en sus huéspedes en forma de provirus, esto es posible debido a que, en términos sencillos, un virus es esencialmente un paquete microscópico de material genético con una gran capacidad para copiar y pegar. En la actualidad, existen alrededor de 30 tipos diferentes de retrovirus endógenos en las personas, lo que en total suma más de 60.000 provirus en el genoma humano. De hecho, aunque los retrovirus endógenos constituyen una proporción bastante grande de nuestro genoma, en términos del número de veces que se han infiltrado en nuestro genoma durante los últimos sesenta millones de años, sólo se reduce a unas 30 o 40 ocasiones distintas. Pero nos han aportado mucho: gracias a ellos podemos combatir ciertas infecciones y son los responsables de la formación de la placenta en muchos animales, entre otros aspectos.
“Hasta hace poco, esos restos virales se consideraban ADN basura, material genético inservible o incluso perjudicial – afirma Sergio De la Rosa, uno de los autores del estudio -. Se pensaba que tener virus en el genoma no podía ser bueno. Pero en los últimos años nos estamos dando cuenta de que estos retrovirus, que han coevolucionado con nosotros a lo largo de millones de años, cumplen funciones importantes, como regular otros genes. Es un campo de investigación muy activo”.
Así, resulta obvio que todos los animales hemos evolucionado gracias a que hace cientos de millones de años determinados virus infectaron organismos primitivos. Y todo comenzó hace más de 500 millones de años, cuando se produjo la Explosión Cámbrica y mares del planeta experimentaron un boom de biodiversidad.
Nabil Djouder, director del Grupo de Factores de Crecimiento, Nutrientes y Cáncer del CNIO, junto a De la Rosa, describen por primera vez el papel que estos virus juegan en un proceso absolutamente clave de nuestro desarrollo, que ocurre pocas horas tras la fecundación: el paso a la pluripotencia. En ese momento, el ovocito pasa de tener dos células totipotentes (con la capacidad de desarrollarse en un organismo independiente) a cuatro células que ya no son totipotentes, pero sí pluripotentes, es decir, con la capacidad de diferenciarse en células de cualquier tejido especializado del cuerpo.
“El descubrimiento de retrovirus endógenos generalmente se realiza a través de análisis genómicos y biológicos – nos explica Djouder en un correo electrónico -. Nuestros hallazgos revelan la coevolución simbiótica de los retrovirus endógenos con sus células huésped, para garantizar la progresión fluida y oportuna del desarrollo embrionario temprano”.
Pero más que el secreto para descubrir los retrovirus endógenos, la clave de este hallazgo se encuentra en identificar el momento exacto en el que pasamos de totipotentes a pluripotentes. Esto es fundamental para la medicina regenerativa y para la creación de embriones artificiales, porque abre una nueva vía para generar líneas celulares estables en las fases de totipotencia.
“Hemos descubierto que el gen URI es esencial para la estabilización de la pluripotencia durante el desarrollo embrionario – añade Djouder -. La pérdida de URI estabiliza un estado casi de totipotencia. Dado que la totipotencia se refiere a la capacidad de una célula de desarrollarse en cualquier tipo de célula, así como en todos los tejidos y órganos del organismo completo, los inhibidores de URI podrían inducir este estado, abriendo así nuevas vías de investigación en el campo de la biología del desarrollo y de la medicina regenerativa, incluso para la creación de embriones artificiales.Descubrimos un nuevo mecanismo que explica cómo un retrovirus endógeno controla los factores de pluripotencia de manera directa”.
En pocas palabras, lo que han descubierto es una suerte de interruptor que permite estabilizar las células en un estado en el que pueden generar no cualquier tejido del cuerpo, sino un organismo independiente.
Los resultados señalan al retrovirus endógeno MERVL, el que marca el ritmo en el desarrollo del embrión, concretamente durante el paso específico de la transición de totipotencia a pluripotencia, y explican el mecanismo por el que esto sucede. Pero, ¿qué implicaciones tiene este hallazgo en las investigaciones oncológicas?
“Es un papel completamente nuevo para los retrovirus endógenos – afirma Djouder -. La relación entre los retrovirus endógenos y la investigación oncológica es un área de interés creciente. Aunque la mayoría de los retrovirus endógenos se consideran elementos genéticos inactivos o "fósiles genéticos", algunos han sido asociados con procesos cancerosos”.
No solo se trata de un área de interés creciente, también uno que está en constante cambio debido a un factor inesperado pero muy conocido: el cambio climático. Los retrovirus endógenos también responden a las condiciones ambientales, eso hace que se pueda esperar de ellos alguna "evolución" vinculada al cambio climático.
“La relación entre los retrovirus endógenos y las condiciones ambientales, incluido el cambio climático, es un área de investigación interesante – confirma Djouder -. Aunque se ha observado que la expresión de retrovirus endógenos puede responder a cambios en el entorno, la conexión directa con la evolución vinculada al cambio climático es un tema complejo y aún está siendo explorado”
El próximo paso del equipo de Djouder es realizar más estudios para asegurarse que los resultados, realizados en embriones de ratones, son extrapolables a humanos.
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