Dos estudios recientes de la Universidad de Northwestern arrojaron nueva luz sobre el misterio de la principal causa de defectos de nacimiento y abortos espontáneos, sentando las bases para futuras investigaciones en un campo de estudio genético poco estudiado pero de importancia crucial.
Los estudios analizan lo que sucede durante el proceso que produce los óvulos ovocitos, que luego se convierten en embriones cuando son fertilizados. Entre el diez y el 25 por ciento de los embriones humanos contienen la cantidad incorrecta de cromosomas porque el óvulo no se ha dividido correctamente.que es un problema exclusivo de los óvulos.
Estos errores son la causa principal de abortos espontáneos y defectos de nacimiento como el síndrome de Down, y la incidencia de estos errores aumenta drásticamente a medida que las mujeres envejecen. Comprender por qué los óvulos son más propensos a este error de división es fundamental, dado que las mujeres eligen cada vez máspara formar familias en edades posteriores.
El primer estudio, publicado en Revista de biología celular en marzo, reveló que los ovocitos utilizan una estrategia innovadora para detectar y prevenir errores durante la división celular, mientras que el segundo estudio, publicado el 26 de septiembre en PLOS Genetics , identificó nuevas proteínas esenciales para el proceso de división celular y descubrió que una proteína de respaldo se activa cuando la división no ayuda a garantizar que el embrión esté recibiendo la cantidad correcta de cromosomas.
"Tomados en conjunto, estos dos estudios nos han revelado cuán enormemente diferentes son los óvulos de cualquier otro tipo de célula, lo que podría arrojar nueva luz importante sobre por qué el proceso reproductivo puede ser tan propenso a errores", dijo la autora principal Sadie Wignall,profesor asistente de biociencias moleculares en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de Northwestern. "Resolver este misterio sería un primer paso para prolongar los años fértiles de una mujer".
Wignall investiga una estructura llamada huso, una estructura elaborada con forma de balón de fútbol que separa físicamente los cromosomas durante la división celular. En la mayoría de las células, las estructuras llamadas centrosomas ayudan a organizar el huso, lo que garantiza que pueda separar con precisión los cromosomas para enviar el número correctode cromosomas a cada célula recién dividida. Sin embargo, los husos en los óvulos carecen de centrosomas. Este proceso "acentrosómico" está muy poco estudiado en comparación con otros tipos de división celular, lo que lleva a importantes preguntas sin respuesta sobre por qué es mucho más propenso a errores al dividirse.
En el estudio publicado en septiembre, Wignall y su equipo descubrieron que, en ausencia de centrosomas, dos proteínas, KLP-15 y KLP-16, eran esenciales para dividir las células. Los investigadores eliminaron estas dos proteínas para encontrarque en lugar de formar el huso normal con forma de balón de fútbol, la estructura del huso colapsó en una bola redonda desordenada. Para su sorpresa, a pesar de este defecto inicial, una proteína de respaldo saltó y ayudó a separar los cromosomas en los dos extremos delcélula.
"Nos sorprendió descubrir que esta proteína vino al rescate y funcionó como respaldo para organizar adecuadamente el huso", dijo Wignall.
La pregunta sigue siendo por qué del 10 al 25 por ciento de los embriones aún terminan no siendo viables si existe este proceso de respaldo en los ovocitos. Una teoría, dijo Wignall, es que esta proteína de respaldo cambia o se agota a medida que las mujeres envejecen.
"Si bien estos mecanismos celulares básicos pueden ser difíciles de comprender, afectan directamente la reproducción femenina y la infertilidad", dijo Wignall. "Mi laboratorio se enfoca en esto con la esperanza de que algún día, nuestra investigación pueda ayudar a las personas que experimentan problemas de fertilidad in vitroclínicas de fertilización. "
Wignall realiza su investigación sobre ovocitos utilizando pequeños gusanos llamados C. elegans, ya que son un poderoso organismo de investigación para estudios genéticos. Sin embargo, su laboratorio también se basa en estos hallazgos para realizar estudios paralelos en ratones en colaboración con Teresa Woodruff, una reproductoracientífica y directora del Instituto de Investigación sobre la Salud de la Mujer de la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern. El próximo paso será estudiar estos mecanismos en los ovocitos humanos.
Amanda C. Davis-Roca, una estudiante de posgrado en el laboratorio de Wignall, fue la primera autora del estudio publicado en marzo, "Los ovocitos de Caenorhabditis elegans detectan errores meióticos en ausencia de aditamentos canónicos de cinetocoros terminales". Timothy J. Mullen, otro estudiante graduado en el laboratorio de Wignall, fue el primer autor del estudio publicado en septiembre, "La interacción entre los factores de clasificación y agrupamiento de microtúbulos asegura la estabilidad del huso acentriolar durante la meiosis de ovocitos de C. elegans".
El financiamiento para esta investigación fue proporcionado por la Fundación de Investigación del Cáncer Damon Runyon y la Fundación de Defectos de Nacimiento de March of Dimes el número de subvención es # 5-FY13-197.
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Materiales proporcionado por Universidad Northwestern . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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