Estudio de la regionalización del tubo neural
El objetivo del proyecto «Systematic analysis and modeling of the gene regulatory network underlying neural tube patterning» (NEURAL TUBE NETWORK), financiado con fondos europeos, consistió en describir la red de regulación génica (RRG) implicada en la regionalización del tubo neural. Para obtener el perfil transcriptómico, se empleó el embrión de pollo. En la regionalización del tubo neural se expresan diversos tipos de factores de transcripción (FT) y moléculas de señalización, tales como sonic hedgehog (Shh), a fin de generar subtipos neuronales con distintas funciones. La RRG controlada por Shh desempeña un papel esencial en el control de este proceso y determina el comportamiento de los subtipos neuronales en cuestión. Se llevó a cabo la secuenciación de alto rendimiento (HTS) de ARNm en células del tubo neural de pollos para analizar el transcriptoma en distintos momentos de la señalización Shh. Se logró identificar genes de diferente expresión y se validaron los resultados con datos obtenidos con el nCounter de Nanostring, un sistema automatizado para el análisis de ARN y ADN. Se creó una base de datos de FT de pollo que se empleó para anotar los datos del transcriptoma obtenidos previamente. A continuación, se compararon los perfiles de FT de diferente expresión procedentes de la señalización Shh alterada en diversos periodos. Los resultados revelaron la necesidad de que se expresara una combinación de FT específicos para generar dominios progenitores neuronales diferentes (por ejemplo: p3 y pMN) durante la formación del tubo neural. Estos dominios p3 y pMN presentan distribuciones espaciales distintas en la médula espinal anterior, donde el dominio p3 produce interneuronas V3 y pMN genera neuronas motoras somáticas. De forma paralela, se están desarrollando técnicas informáticas para elaborar un modelo de la RRG controlada por Shh a fin de representar la regulación génica por FT durante la regionalización de la zona anterior del tubo neural. Los resultados del proyecto han mostrado que los FT del tubo neural actúan individualmente o en grupo para producir diferentes perfiles de expresión génica de progenitores en respuesta a la concentración de Shh. La validación de estos resultados tendrá importantes repercusiones en cuanto al conocimiento de la dinámica de la regulación génica y su papel en el desarrollo de la médula espinal. Además, se podrían extrapolar los resultados del estudio a otros tejidos en investigación y emplearlos para diseñar intervenciones médicas innovadoras con células madre, hueso artificial o injertos de piel.
Palabras clave
Regionalización del tubo neural, médula espinal, ingeniería de tejidos, medicina regenerativa, célula madre, factores, señalización, Sonic hedgehog, red de regulación génica, transcriptoma, dominios progenitores neuronales
