Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/216/14
México, D.F., 20 de junio de 2014
- Los nuevos descubrimientos sobre los efectos de este aminoácido pueden ser utilizados para mejorar los cultivos celulares, o bien, contribuir a otras líneas de investigación como las terapias celulares de remplazo, destaca Reyna Hernández Benítez
- Reyna Hernández Benítez, recibirá el próximo 26 de junio uno de los premios Weizmann 2013 durante la ceremonia del LV Año Académico de la Academia Mexicana de Ciencias.
Foto: Elizabeth Ruiz Jaimes/AMC.
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La taurina, un aminoácido presente en los tejidos de la mayoría de los animales, tiene una función importante en el desarrollo y la proliferación de las células troncales en el sistema nervioso, lo que podría mejorar algunos cultivos celulares experimentales.
Este aminoácido cuando es administrado en cultivos in vitro de células troncales neurales, propicia el aumento de su proliferación, disminuye su muerte e incrementa la generación de neuronas. Todo este nuevo conocimiento es resultado de los recientes hallazgos que realizó Reyna Hernández Benítez, durante la investigación que hizo para su tesis doctoral “Influencia de la taurina en células troncales neurales”.
Por sus contribuciones la investigadora obtuvo el Premio Weizmann 2013 a la mejor tesis de doctorado en ciencias naturales, que otorgan la Academia Mexicana de Ciencias y la Asociación Mexicana de Amigos del Instituto Weizmann de Ciencias.
“Las células troncales, también conocidas como células madre, son muy abundantes durante las primeras etapas del desarrollo humano, y la relación con la taurina surge de saber que este aminoácido se halla a muy altas concentraciones en el cerebro en desarrollo de prácticamente todos los animales”, explicó Hernández Benítez, adscrita al Instituto de Fisiología Celular de la Universidad Nacional Autónoma de México.
Por ese conocimiento la investigadora se dedicó a observar cuál era el papel de esta sustancia en el desarrollo de estas células embrionarias, y para ello tomó como modelo a las células troncales neurales. “No se había hecho un estudio del por qué era tan importante la taurina en las células durante el desarrollo fetal o sobre cuál era su función”, añadió la doctora en ciencias biomédicas.
Lo que sí se conocía, agregó, era lo que pasaba cuando había deficiencia de taurina durante el desarrollo del feto en algunas especies, particularmente en los gatos. “Cuando la gata tiene bajos niveles de taurina generalmente es estéril o tiene abortos; o bien, si los productos nacen, presentan ataxia cerebelosa –transtorno del sistema nervioso repentino con una alteración de la coordinación muscular, especialmente en el tronco y las extremidades-, ceguera, anencefalia -malformación cerebral congénita caracterizada por la ausencia parcial o total de cerebro, cráneo y cuero cabelludo-, así como algunas afecciones cardiacas”.
En los humanos, continuó Reyna Hernández Benítez, no se había encontrado una relación directa entre la ausencia o deficiencia de taurina durante el desarrollo embrionario y alguna patología, debido a que los seres humanos producen otros aminoácidos que la compensan; un hecho que llamó la atención de la investigadora, por lo que decidió enfocar sus estudios en conocer, por una parte, las consecuencias de la deficiencia de taurina en el desarrollo fetal y, por otro lado, trabajar con las células troncales neurales que se sabía estaban presentes en esta etapa de desarrollo y son las que dan origen al organismo completo.
La especialista en biomedicina comentó que observar la diferencia en la distribución de la taurina en el cerebro del embrión y en el del adulto y estar interaccionando con las células troncales, es lo que le llevó justamente a profundizar en esa línea de investigación.
El modelo utilizado para este estudio fue el de neuroesferas, el cual consiste en obtener tejido neuronal -tanto de embriones de ratón como de ratones adultos-, y llevarlo a un sistema de cultivo in vitro; después de algunos días y condiciones controladas, empiezan a crecer grupos de células llamadas neuroesferas. Este método permite tener a células madre bajo control, lo que facilita la administración de la taurina y la observación de lo que ocurre.
“Realicé estudios en dos vías, una para ver lo que pasaba en su multiplicación, y dos, para analizar su sobrevivencia, es decir, si morían o sobrevivían. Posteriormente estas células se colocaron en un medio donde se pudieron diferenciar las células del sistema nervioso (por ejemplo, astrocitos y neuronas), donde también se exploró qué pasaba con la taurina. Es un modelo muy completo”, describió.
Reyna Hernández comentó que al estudiar de esta manera las células troncales neurales provenientes de modelos de ratón tuvo dos hallazgos importantes: el primero de ellos fue que observó que el proceso de proliferación estaba afectado de manera positiva, es decir, se multiplicaban más; y el segundo descubrimiento fue acerca de la sobrevivencia de las células, las cuales morían menos con taurina administrada; la suma de esos dos efectos hizo que obtuviera más neuroesferas”.
El siguiente paso en la investigación fue para responder a la pregunta de ¿cómo ocurría esto?, y para resolverlo la científica llevó a cabo un análisis de expresión de genes en las neuroesferas. El resultado fue que la afectación de la taurina en la célula se llevaba a cabo mediante la mitocondria -organelo dentro de las células que participa en la producción de energía y en la respiración de células en esa microescala-, es decir, que al ingresar la taurina a las células troncales neurales, favorece el funcionamiento de las mitocondrias, ello permite que las células estén mejor, proliferen más rápido y mueran menos, que era lo que se observaba en las células en cultivo.
“Fue grata la sorpresa -expresó la investigadora-, ya que al trabajar con las células del sistema nervioso central, encontré que la taurina también aumentaba el número de neuronas. Estas últimas se marcaron con moléculas (un anticuerpo) que permitía distinguirlas y se encontró que al inicio el cultivo tenía muy poquitas, pero tratadas con taurina aumentaba su número”.
Convencida de la relevancia de estos descubrimientos en los modelos de ratones, decidió pasar al estudio con células troncales neurales de embriones humanos. “Estaba muy bien lo que pasaba en ratones pero teníamos que ver si lo mismo ocurría con los seres humanos”.
Para ello realizó una estancia de seis meses en el Hospital Infantil de Michigan, para poder trabajar con células troncales fetales humanas sometidas al mismo procedimiento y “para mí sorpresa pasó algo similar cuando hice las neuroesferas de humano, las traté con taurina y también aumentó el número de células”.
Resaltó que su alegría fue mayor cuando al ponerlas en condiciones para su diferenciación, “la cantidad de neuronas era sorprendente, nada comparado con lo que había pasado con los ratones, estaba fascinada, y ese resultado le dio un poco más de fortaleza al trabajo”.
Hernández Benítez concluyó que estos descubrimientos puede aportar a otros trabajos de investigación, ya que puede ser utilizado para mejorar los cultivos celulares, o bien, contribuir a otras líneas de investigación diferentes, por ejemplo, las terapias celulares de remplazo.
La biomédica consideró que el Premio Weizmann era algo que no se esperaba, y haberlo obtenido le causó mucha emoción. “Sé el significado de este premio y que me va a abrir puertas porque es una carta de presentación adicional al trabajo que ya llevo”. Resaltó que el trabajo de investigación es solo posible en equipo y agradeció a los investigadores que la apoyaron Ernesto Maldonado, Gerardo Ramos y su tutora doctoral Herminia Pasantes Ordoñez.
Reyna Hernández Benítez será premiada el próximo 26 de junio durante la ceremonia de Inicio del 55 Año Académico de la Academia Mexicana de Ciencias.
Miriam Montserrat Gómez Mancera.