02 agosto, 2011

La placenta protege el cerebro del feto ante la inanición de la madre

Tal vez muchos creen que la placenta es una ‘simple bolsa’ que protege al feto de las sustancias nocivas del entorno, ofreciéndole un compartimiento aislado donde desarrollarse. Sin embargo, la placenta tiene una función mucho más importante —proveer al feto de todos los nutrientes requeridos para su desarrollo. En un artículo publicado hoy en PNAS, un par de investigadores de la Universidad de Cambridge han descubierto que la placenta también tiene la función de proteger al cerebro de los fetos de ratones de los posibles daños causados por la inanición.

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En los ratones, entre los días 11 y 14 del desarrollo embrionario (E11 – E14), es cuando se da el mayor desarrollo del hipotálamo. Es también en este preciso momento en el que la placenta empieza a vascularizarse y a producir hormonas que actúan al nivel del hipotálamo de la madre, inhibiendo su comportamiento sexual y reproductivo, incrementando los deseos de alimentarse (en humanos lo conocemos como los ‘antojos de media noche’) y preparando al cerebro para el cuidado de los bebés una vez que nazcan gracias a la expresión de la oxitocina y sus receptores. En otras palabras, la placenta y el hipotálamo de los fetos están sincronizados en su desarrollo.

Para determinar la relación que hay entre ellas, los neurocientíficos británicos Kevin Broad y Eric Keverne analizaron los cambios en los niveles de expresión de los genes de estos dos tejidos entre los días E11, E12 y E13 (Fig. a). Los investigadores observaron que dicha variación era mayor en la placenta (celeste) que en el hipotálamo (amarilllo) y que la variación en los genes que se co-expresaban (rojos) en los dos tejidos aumentaban hacia el día E13 (del 9% al 44%). Sin embargo, cuando Broad y Keverne sometieron a los ratones una inanición por 24 horas (durante el día E12, Fig. b-izquierda), la variación en los genes co-expresados en la placenta y el hipotálamo se redujo a tan sólo el 1%.

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Dentro de ese 1% se encontraba el gen Peg3 (gen expresado paternalmente 3). Este gen —que como su nombre lo dice, es el alelo que vino por línea paterna el que se expresa [Leer: impronta genética]— está involucrado con la formación de neuronas productoras de oxitocina. Normalmente, la expresión de este gen en la placenta esta estrechamente ligada a la expresión en el hipotálamo de los fetos de los ratones. Sin embargo, cuando las madres son sometidas a la inanición, los niveles de Peg3 en la placenta se reducen en un 35% mientras que en el hipotálamo del feto aumentan en un 68%.

En el año 2005, Curley et al. demostraron que cuando el gen Peg3 era mutado, los ratones presentaban un crecimiento más retardado, mayor acumulación de grasas en sus tejidos, una reducción en la tasa metabólica y niveles altos de leptina (hormona que inhibe el apetito) —he aquí su importancia para entender ciertos problemas metabólicos como la obesidad. Sin embargo, no se sabía en que medida afectaba al desarrollo del feto.

Para responder a esta interrogante, Broad & Keverne mutaron el gen Peg3 de un grupo de ratones y observaron que los genes de la placenta que habían variado su expresión ante la inanición también lo hicieron de la misma manera en los ratones mutantes en el 99% de los casos. En otras palabras, la placenta respondía casi de la misma manera ante la inanición como ante la inactivación del gen Peg3. Este resultado es lógico porque vimos hace un momento que la inanición reducía los niveles de expresión de Peg3 en la placenta.

Pero ¿qué pasa con ese 1% de genes que no varían de la misma manera en la inanición y en la inactivación de Peg3?. Los investigadores observaron que estos genes estaban involucrados con la inhibición del crecimiento y proliferación celular, el aumento del metabolismo de los lípidos, la degradación de las proteínas (principalmente las ribosomales) y la muerte celular. Los investigadores observaron además que durante la inanición se activaban una gran cantidad de proteínas transportadoras en la placenta, activándose así el proceso de autofagia. Esto indicaría que las células de la placenta se degradan y mueren, y sus restos son devorados por las mismas células de la placenta que quedan vivas (autofagia placentaria) sirviendo como nutrientes para que el cerebro se desarrolle de manera adecuada.

Por otro lado, vemos que en hipotálamo del feto la cosa es diferente. Si el gen Peg3 está inactivo, el porcentaje de cambios es mayor que cuando se da la inanición. Esto indicaría que el aumento de la concentración de Peg3 en el hipotálamo durante la inanición tiene un efecto protector sobre esta región del cerebro. Si bien no se observó una activación de genes de autofagia en el hipotálamo durante la inanición, si se llegó a observar que los genes involucrados con el desarrollo neuronal seguían activos.

Para terminar, si bien estos resultados se han dado en ratones, es muy difícil saber si se darán de la misma manera en humanos. Tal vez nunca lo sabremos ya que como ustedes comprenderán, no sería ético hacer este experimento en humanos porque podríamos dañar de por vida al bebé desarrollo. Por otro lado, este experimento demuestra que tanto la placenta no es un tejido aislado, sino tiene una estrecha relación con otros órganos de feto y puede influir mucho en el desarrollo embrionario.


Referencia:

ResearchBlogging.orgBroad, K., & Keverne, E. (2011). Placental protection of the fetal brain during short-term food deprivation Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1106022108

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