Un antiguo virus es fundamental en el desarrollo humano

Un virus que infectó a los primeros animales hace cientos de millones de años se ha vuelto esencial para el crecimiento del embrión: su papel en el desarrollo humano es esencial, ya que es vital cuando las células madre se vuelven pluripotentes, pocas horas después de la fecundación. El hallazgo es relevante para la medicina regenerativa y para la creación de embriones artificiales.

Científicos del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), en España, han revelado por primera vez el rol de un virus antiguo en un proceso clave para el desarrollo embrionario, exactamente cuando las células madre pasan de la totipotencia a la pluripotencia. Esto hace posible su transformación en todos los tipos de células que se requieren para la progresión del crecimiento del embrión humano.

Virus esenciales para el desarrollo humano

Se sabe que todos los animales han evolucionado gracias a que ciertos virus infectaron a organismos primitivos hace cientos de millones de años. Este material genético viral se integró en el genoma de los primeros seres pluricelulares y aún hoy se encuentra en nuestro ADN. Sin embargo, hasta el momento se le ha dado poca importancia a estos retrovirus endógenos (ERV), e incluso algunas décadas atrás eran considerados “ADN basura”.

Ahora sabemos que son esenciales para el desarrollo temprano, pero su papel preciso en esta transición sigue siendo un misterio. En el nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Science Advances, los especialistas del centro de investigación madrileño han logrado describir por primera vez la función exacta que desempeñan estos virus, en un proceso fundamental para nuestro desarrollo.

Pocas horas después de la fecundación, la transición a la pluripotencia permite que el ovocito pase de tener dos a cuatro células. Se trata de un cambio vital, porque permite que las células madre totipotentes se transformen en pluripotentes: a partir de este desarrollo, serán capaces de crear todos los tipos de células que necesita el organismo para continuar su progreso y culminar su crecimiento.

Un papel crucial

Utilizando técnicas genéticas y bioquímicas de vanguardia en ratones, los científicos identificaron MERVL-gag, una proteína retroviral que funciona como un modulador crucial de los factores pluripotentes OCT4 y SOX2, en el marco del pasaje de la totipotencia a la pluripotencia. Gracias a la acción del retrovirus, las cuatro células que protagonizarán la siguiente etapa del desarrollo embrionario podrán diferenciarse en células de cualquier tejido especializado del cuerpo.

“Hasta hace poco, estos restos virales eran considerados “ADN basura”, material genético inutilizable o incluso dañino. Intuitivamente se pensaba que tener virus en el genoma no podía ser bueno. Sin embargo, en los últimos años estamos empezando a darnos cuenta de que estos retrovirus, que han coevolucionado con nosotros durante millones de años, tienen funciones importantes, como por ejemplo la regulación de otros genes”, indicó en una nota de prensa el primer autor del estudio, el científico Sergio de la Rosa.  

Se estima que el material genético de los retrovirus endógenos se integró en los genomas de un grupo de organismos que pueden haber impulsado la denominada explosión del Cámbrico, un período que tuvo lugar hace más de 500 millones de años y que se caracterizó por un gran auge de biodiversidad en los mares del planeta. A lo largo de la última década, los científicos confirmaron que las secuencias genéticas de estos virus constituyen al menos entre el 8 y el 10 % del genoma humano en la actualidad.

Por último, los investigadores explicaron que sus hallazgos revelan una coevolución simbiótica de los retrovirus endógenos con sus células huésped, para garantizar de esta forma la progresión fluida y oportuna del desarrollo embrionario temprano. El descubrimiento podría tener importantes aplicaciones en el campo de la medicina regenerativa y la creación de embriones sintéticos, con el propósito de estudiar múltiples patologías.

Referencia

Endogenous retroviruses shape pluripotency specification in mouse embryos. Sergio de la Rosa, María del Mar Rigual, Pierfrancesco Vargiu, Sagrario Ortega and Nabil Djouder. Science Advances (2024). DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adk9394