La división del trabajo dentro del hígado en regeneración mantiene el metabolismo, según un estudio con ratones
Crédito: CC0 Public Domain
El hígado tiene un raro superpoder entre los órganos del cuerpo: la capacidad de regenerarse, incluso si se elimina el 70 % de su masa. También mantiene su trabajo metabólico y de eliminación de toxinas durante el proceso de regeneración, gracias a un subconjunto de células que expanden su carga de trabajo mientras que el resto se enfoca en la multiplicación, encontró un nuevo estudio en ratones.
Además, las células del hígado se comunican entre sí para coordinar la actividad de regeneración, que progresa desde el centro hacia la periferia de los lóbulos hepáticos faltantes, dijeron investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign.
«Es notable cómo todavía no comprendemos muchos aspectos de la regeneración del hígado», dijo el profesor de bioquímica de Illinois Auinash Kalsotra, quien dirigió el estudio publicado en la revista Genome Research. «Después de extirpar quirúrgicamente una parte, el resto comienza a regenerarse rápidamente. En cuestión de semanas, el hígado vuelve a su tamaño y masa originales, ni más ni menos».
Un trabajo anterior del grupo de Kalsotra encontró que, durante la regeneración , las células hepáticas maduras normalmente estables y lentas para dividirse vuelven a un estado neonatal más flexible. Esto les permite dividirse rápidamente pero les hace perder su función metabólica. Quedaban dudas sobre cómo el hígado mantuvo la función metabólica madura mientras sus células volvían a un estado inmaduro, y cómo las células saben cuándo dejar de proliferar.
«Si la regeneración sigue a una resección quirúrgica del hígado o se debe a a una enfermedad hepática subyacente o lesión hepática crónica por alcohol o toxinas, el hígado tiene que seguir funcionando. Este estudio reveló una división del trabajo dentro del hígado que le permitió abordar las necesidades metabólicas del cuerpo mientras se regenera», dijo Kalsotra, miembro de el Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica de Illinois.
Los investigadores utilizaron una técnica que les permitió secuenciar individualmente el ARN de cada célula en hígados de ratones en regeneración, revelando su actividad. Estudiaron hígados de ratones en varios puntos durante el proceso de regeneración para mapear cómo progresaba la regeneración, así como también dónde se mantenía la función metabólica.
Identificaron una clase específica de células que no proliferan, sino que aumentan su actividad. función metabólica, asumiendo una mayor carga de trabajo. Estos estaban localizados cerca de los vasos sanguíneos, dijeron los estudiantes graduados Ullas Chembazhi y Sushant Bangru, coautores del artículo.
Mientras tanto, las células en regeneración se multiplicaron de manera coordinada, comenzando desde las regiones medias y progresando hacia la periferia del hígado, contrariamente a las teorías prevalecientes en el campo de que la proliferación comienza cerca de las venas.
«Descubrimos que en realidad son las células lobulillares medias las más prolíficas, y eso tenía mucho sentido para nosotros porque acabamos de encontró que hay ciertas células que mantienen y, de hecho, aumentan sus perfiles metabólicos. Estas células metabólicas viven cerca de los vasos sanguíneos, por lo que tiene sentido que esas células permanezcan en su lugar, y las células del interior son las que se dividen», dijo Kalsotra.
Los investigadores encontraron que la regeneración y las actividades metabólicas se coordinaron a través de una amplia comunicación de célula a célula. La comunicación aumentó drásticamente después de que se extirpó parte del hígado, pero cuando la regeneración disminuyó y se detuvo, la señalización había vuelto a los niveles básicos.
Al estudiar la coordinación entre las células, también encontraron una posible explicación de cómo se regula el proceso de regeneración para que el hígado deje de crecer cuando alcance su tamaño original. Las células hepáticas maduras tenían una gran cantidad de receptores en sus superficies que fueron activados por moléculas que sus células vecinas liberaron después de la cirugía, lo que provocó que las células se volvieran de tipo neonatal y se dividieran. Sin embargo, durante el proceso de proliferación, las células dejaron de expresar los receptores, lo que les permitió volver a un estado maduro cuando se completó la división.
«Normalmente, las células están listas para recibir estas señales. Pero una vez que lo hacen y se están regenerando, no necesitan seguir recibiendo esas señales porque entrarían en una carrera interminable de proliferación. Entonces dejan de expresar estos receptores. Una vez que desaparecen los factores desencadenantes y se completa la regeneración, las células comienzan a producir más del receptores para que estén listos si hay una lesión nuevamente», dijo Kalsotra.
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Los científicos identifican las células responsables del mantenimiento y la regeneración del tejido hepático Más información: Ullas V. Chembazhi et al, La plasticidad celular equilibra la dinámica metabólica y de proliferación de un hígado en regeneración, Genoma Investigación (2021). DOI: 10.1101/gr.267013.120 Información de la revista: Genome Research
Proporcionado por la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign Cita: La división del trabajo dentro del hígado en regeneración mantiene el metabolismo, hallazgos de estudios en ratones (2 de marzo de 2021) recuperados el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-division-labor-regenerating-liver-metabolism.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.