Las madres modernas, ya sean humanas o de ratón, podrían ser perdonadas por envidiar a las mamas marsupiales. En lugar de soportar un embarazo prolongado y el nacimiento de un bebé relativamente bien desarrollado, y relativamente grande, bebés, canguros, canguros y sus semejantessalga alegremente de la descendencia después de embarazos medidos en días en lugar de meses.
Estas pequeñas criaturas, casi sin forma, luego hacen su intrépido camino hasta la bolsa de la madre para acurrucarse cortésmente y amamantar por hasta un año.
Durante décadas, los investigadores asumieron que este desalojo prematuro del útero dejó poco o ningún papel para la placenta, que en la mayoría de los mamíferos vincula estrechamente los procesos fisiológicos de la madre y el feto para apoyar las muchas etapas de desarrollo del feto. Estos mamíferos sonllamaron mamíferos eutherianos para distinguirlos de los marsupiales evolutivamente distantes. Sin embargo, en la última década, se ha hecho evidente que los marsupiales lucen su propia versión rudimentaria de este importante órgano.
Ahora los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford y la Universidad de Melbourne en Australia han colaborado para aprender que los marsupiales han desarrollado un truco inteligente para respaldar su necesidad de un embarazo más corto y un período de lactancia prolongado. En resumen, los marsupiales femeninos expresan genesimportante para el desarrollo fetal que normalmente se encuentra en las últimas etapas de la placenta eutheriana en sus glándulas mamarias, una especie de traspaso del bastón de desarrollo desde el útero hasta el pezón que se adapta a su estilo de vida único y de salto de sabana.
"Esta investigación básicamente muestra que la placenta, aunque tiene un aspecto realmente diferente en el marsupial, tiene muchas de las funciones del eutherian", dijo Julie Baker, PhD, profesora de genética en Stanford. "Cada animal ha inventado suestrategias únicas para la entrega de las funciones de la placenta que tienen en cuenta dónde viven, cuántos hijos tienen y qué comen, por ejemplo. Pero la función real está muy bien conservada ".
Baker comparte la autoría principal del estudio, que se publicará en línea el 12 de septiembre eLife , con Marilyn Renfree, PhD, profesora de zoología en la Universidad de Melbourne. El autor principal es el estudiante graduado de Stanford Michael Guernsey.
Un poco de wallaby
Guernsey y Baker estudiaron la placenta del wallaby tammar, que es nativo de Australia. Para los marsupialmente ingenuos, se asemeja a un pequeño canguro. Los machos no pesan más de 20 libras y miden alrededor de 18 pulgadas de alto. Se alimenta de lúpulo por la noche.El wallaby tammar tiene un embarazo que dura solo 26.5 días, después de lo cual los jóvenes se suben a la bolsa y se alimentan durante los próximos 300 a 350 días a medida que completan su desarrollo.
La placenta del wallaby es engañosamente simple.
"Solo hay dos tipos principales de tejidos", dijo Guernsey, "uno responsable de la distribución de nutrientes y otro de la respiración. Queríamos ver qué productos genéticos, si los hay, se encuentran en la placenta eutheriana también están en la placenta marsupial, ydonde se expresan. Por el contrario, ¿qué marcadores eutherianos podrían faltar? "
En contraste, la placenta eutheriana es altamente compleja y comprende tejido materno y fetal.
Guernsey estudió las transcripciones de ARN en la placenta de wallaby y las comparó con las encontradas en mamíferos eutherianos durante varias etapas del desarrollo fetal. Encontró que los patrones de expresión génica en la placenta marsupial experimentan cambios rápidos y dinámicos durante los últimos días de laembarazo corto de los animales, durante el cual la placenta produce proteínas que se sabe que son importantes en las primeras etapas del desarrollo de eutherian.
"Todos los puntos de tiempo de expresión génica de los wallabies fueron más similares a los encontrados en la placenta eutheriana temprana", dijo Guernsey. "Pero ¿dónde se han ido las funciones tardías de la placenta eutheriana?"
Cambios en la leche
Una clave podría estar en la compleja composición de la leche de los animales, cuya composición cambia para satisfacer las demandas del joven en crecimiento, encajonado en la bolsa. Es tan potente que colocar a un bebé en la bolsa de una madre que ha sidoamamantar a un bebé con un desarrollo más avanzado hace que el recién llegado se fortalezca drásticamente, aumentando el tamaño de la cabeza y el peso corporal y creciendo el pelaje más grueso que sus pares de la misma edad
Para investigar la relación entre la placenta marsupial y la leche producida durante la lactancia, los investigadores se centraron en 77 genes cuya expresión se compartió entre la placenta tammar, la placenta eutheriana y la glándula mamaria tammar, pero no la glándula mamaria de ratón.
Muchos de los genes que identificaron estaban asociados con el transporte de nutrientes. Otro, conocido como GCM1, es un factor de transcripción esencial para la función de las placentas eutherianas.
"Esta es la primera expresión documentada de GCM1 fuera de la placenta en mamíferos", dijo Baker. "Lo que estamos aprendiendo es que la placenta marsupial funciona de la misma manera que lo hace en eutherianos en las primeras etapas de desarrollo, pero la expresiónen cambio, los genes placentarios eutherianos de la etapa posterior se producen en la glándula mamaria. Por lo tanto, aunque las placentas de humanos, vacas o ratones son extraordinariamente diferentes de las de los marsupiales, los animales cumplen las mismas funciones necesarias de diferentes maneras ".
"Esencialmente, estamos tratando de entender cómo evolucionó la placenta en primer lugar", dijo Guernsey. "Es una pregunta difícil de responder. Estamos descubriendo que también podemos comenzar a identificar placentas rudimentarias en otras especies,como lagartos y peces. Será realmente interesante ver si, en este paisaje evolutivo completamente diferente, estas funciones todavía se conservan de manera que tengan sentido para ese animal ".
Guillaume Cornelis, PhD, investigador postdoctoral en Stanford, también es coautor del estudio.
La investigación fue apoyada por una National Science Foundation, la Berry Foundation y el Australian Research Council.
El Departamento de Genética de Stanford también apoyó el trabajo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Stanford . Original escrito por Krista Conger. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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