La quimioterapia se usa ampliamente para tratar a pacientes con cáncer. Durante el tratamiento, los agentes quimioterapéuticos afectan varios procesos bioquímicos para matar o reducir el crecimiento de las células cancerosas, que se dividen sin control en los pacientes. Sin embargo, el efecto dañino celular de la quimioterapia afecta a las células cancerosas pero también, en principio, a muchos otros tipos de células, incluidas las células sanguíneas en ciclo. Esto somete al sistema hematopoyético a un estrés severo y empuja las células madre hematopoyéticas en la médula ósea para producir células frescas y reponer la reserva estable de células sanguíneas diferenciadas en el cuerpo.
Investigadores del MPI de Inmunobiología y Epigenética, junto con colegas de la Universidad de Freiburg, Lyon, Oxford y el Hospital de Investigación Infantil St Jude en Memphis, descubrieron ahora que las células madre hematopoyéticas utilizan moléculas de ARN de secciones de ADN basura para mejorar su activación. después de la quimioterapia.
Las células madre hematopoyéticas se encuentran en la parte superior de la jerarquía hematopoyética y pueden dar lugar a la mayoría de las células sanguíneas, incluidas las células inmunes. En condiciones normales, las células madre hematopoyéticas se mantienen latentes en la médula ósea para preservar su potencial de autorrenovación a largo plazo y prevenir el agotamiento de las células madre. Sin embargo, después de la quimioterapia, se les “obliga” a salir de la inactividad y comenzar a ciclar. “Las células madre hematopoyéticas responden a la quimioterapia comenzando a proliferar. Sabemos que la señalización inflamatoria es fundamental para la activación de las células madre hematopoyéticas, pero aún no entendemos completamente cómo sucede”, dice Eirini Trompouki, líder del grupo en el MPI de Inmunobiología y Epigenética en Friburgo.
Curiosamente, ella y su equipo observaron que otras moléculas de ARN además de los ARN de los genes codificadores “clásicos” se transcriben en las CMH después de la quimioterapia. Una parte de estos ARN proviene de elementos transponibles activos o inactivos. Los elementos transponibles son restos de patógenos como virus o bacterias que se han integrado en el genoma a lo largo de millones de años de evolución. Los investigadores a menudo consideran estas extensas hebras de material genético que dominan el genoma humano y del ratón en más de un tercio, pero parecen carecer de funciones específicas, como “ADN basura”.
Una vez que el equipo notó que el ARN de estos elementos aumenta después de la quimioterapia, la pregunta fue: “¿Existe un vínculo entre el ARN de los elementos transponibles y el aumento de las señales inflamatorias observadas después de la quimioterapia?” explica Thomas Clapes, autor principal del estudio.
De hecho, las células madre hematopoyéticas expresan algunos receptores que podrían inducir inflamación, pero se asocian principalmente con células inmunitarias y su función es detectar el ARN viral.
Los datos de los científicos muestran que el ARN del elemento transponible puede unirse al receptor inmune MDA5 y desencadenar una respuesta inflamatoria que hace que las células madre hematopoyéticas salgan de la inactividad y comiencen a proliferar. “Sin estas interacciones, la activación de las células madre hematopoyéticas se vuelve más lenta y menos eficiente. Esto indica que la detección de ARN probablemente no sea necesaria para la regeneración hematopoyética, pero ayuda a mejorar la regeneración sanguínea después de la quimioterapia”, dicen Thomas Clapes, Aikaterini Polyzou y Pia Prater.
Estos hallazgos ayudan a comprender mejor los fundamentos moleculares de la regeneración hematopoyética, especialmente después de la quimioterapia. Sin embargo, los resultados también señalan que las células utilizan ARN de elementos transponibles durante las transiciones del desarrollo. La transición de una célula de un estado inactivo-quiescente a un estado proliferativo activo significa una reorganización masiva del genoma.
Por ejemplo, la célula necesita desactivar los genes responsables del modo de ahorro de energía y activar los genes esenciales para incrementar el metabolismo o el ciclo celular. “Es interesante pensar que las células hacen uso de elementos transponibles u otros ARN repetitivos para afinar y adaptarse cuando necesitan cambiar su estado, por ejemplo, después del estrés, como la quimioterapia o incluso después de señales de estrés fisiológico como el desarrollo o el envejecimiento”, dice Eirini Trompouki.
Los científicos asumen que el uso de ARN es una forma en que la célula detecta y amortigua la transcripción. “Tenemos muchas más cosas que descubrir para poder entender si la detección de ARN es una adaptación evolutiva utilizada en casos de alta plasticidad celular para ajustar las decisiones sobre el destino de las células”, dice Eirini Trompouki.
Fuente:
Instituto Max Planck de Inmunobiología y Epigenética
Referencia de la revista:
Clapes, T. y col. (2021) Los elementos transponibles inducidos por quimioterapia activan MDA5 para mejorar la regeneración hematopoyética. Biología celular de la naturaleza. doi.org/10.1038/s41556-021-00707-9.
Vía: News Medical
Ingresa tus datos para recibir toda la información necesaria:
