Molécula YAP1 esencial para el desarrollo de gastruloides utilizando células madre embrionarias: estudio
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Investigadores de la Escuela de Medicina Lewis Katz de la Universidad de Temple han descubierto que el efector de señalización Hippo YAP1 es un regulador maestro de la señalización Nodal en células madre embrionarias humanas (hESCs) para un proceso esencial para el desarrollo humano.
«Nuestros hallazgos pueden tener una amplia gama de implicaciones, desde la comprensión del proceso de desarrollo humano hasta la progresión del cáncer», dijo Conchi Estars, Ph.D., profesora asistente de Ciencias Cardiovasculares y Centro de Medicina Traslacional de la Escuela de Medicina Katz. Medicina y miembro del Instituto de Epigenética del Cáncer en el Centro de Cáncer Fox Chase.
YAP1 es muy activo en el desarrollo pero su actividad disminuye después del nacimiento. Sin embargo, en la edad adulta, YAP1 se reactiva en muchos tipos de cáncer, incluido el cáncer de hígado.
«Nuestro trabajo se centra en comprender el papel de YAP en el contexto de las células madre normales durante el desarrollo. Comprender cómo funciona YAP1 en este contexto nos proporcionará el conocimiento necesario para generar nuevas herramientas para luchar contra el cánceres», dijo Estars,
Un gastruloide es un pequeño agregado de células que imita una estructura de desarrollo temprano llamada gástrula. El gastruloide se compone de tres capas: ectodermo, mesodermo y endodermo. Estas capas contienen las células fundadoras de todos los órganos del cuerpo humano, lo que hace que la gastrulación y la gástrula sean una etapa fundamental del desarrollo. Los errores en este proceso conducen a la muerte embrionaria o defectos de nacimiento.
Para que un embrión se desarrolle más allá del proceso de gastrulación, la dosis adecuada de proteína Nodal es esencial. Investigaciones anteriores habían sugerido un papel para YAP1 en la gastrulación, pero se necesitaba más información.
En este estudio, Estars e investigadores de la Facultad de Medicina de Katz y otras instituciones utilizaron hESC para crear gastruloides in vitro e investigar la papel de YAP1 en el proceso de gastrulación. Utilizaron superficies de micropatrones 2D para hacer que las células hESC se diferenciaran en células de mesodermo, ectodermo y endodermo en la llamada estructura gastruloide.
«Las restricciones éticas prohíben el estudio con embriones humanos, por lo que la embriogénesis recreada usando gastruloides generados in vitro nos permite investigar las vías moleculares involucradas en este proceso de desarrollo esencial», dijo Estars.
El análisis arrojó dos hallazgos importantes. Primero, encontraron que YAP1 regula la asignación correcta de las tres capas germinales en los gastruloides y que los gastruloides con YAP1 eliminado tenían una capa de ectodermo reducida y un mesodermo y capas de endodermo agrandadas.
«El ectodermo es el capa germinal que da lugar al sistema nervioso y a la superficie externa del cuerpo, como la piel», dijo Estars. «La formación correcta de la capa de ectodermo es entonces esencial para el desarrollo del embrión».
En segundo lugar, para que un embrión se desarrolle más allá del proceso de gastrulación, la dosis correcta de proteína Nodal es esencial. Estars y sus colegas encontraron que YAP1 es esencial para determinar la cantidad de proteína Nodal que se produce en el gastruloide.
«La eliminación de YAP1 en el gastruloide conduce a demasiada proteína Nodal, lo que a su vez conduce a defectos de gastrulación», dijo Estars. «In vivo, este mecanismo conduciría a una detención del desarrollo».
El estudio, «YAP1 regula el patrón de destino autoorganizado de los gastruloides derivados de hESC», se publicó en Stem Cell Reports.
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La investigación sobre gastrulación revela nuevos detalles sobre el desarrollo embrionario Más información: Eleonora Stronati et al, YAP1 regula el patrón de destino autoorganizado de los gastruloides derivados de hESC, Stem Cell Reports ( 2022). DOI: 10.1016/j.stemcr.2021.12.012 Información de la revista: Stem Cell Reports
Proporcionado por Temple University Cita: Molécula YAP1 esencial para el desarrollo de gastruloides usando embriones células madre: estudio (2022, 10 de febrero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-yap1-molecule-essential-gastruloids-embryonic.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.