Tendencias Científicas
Sección transversar de músculo de ratón. Los ratones mutados tienen fibras musculares (en verde) más grandes. Imagen: François Redelsperger. Fuente: CNRS.
Ya se sabía que los genes heredados de los retrovirus antiguos son esenciales para la placenta de los mamíferos, un hallazgo al que contribuyeron científicos del Laboratorio de Fisiología y Patología Moleculares de Retrovirus Endógenos e Infecciosos (CNRS/Université ParisSud, Francia). Ahora, estos científicos han revelado un nuevo capítulo de esta historia: estos genes de origen viral también pueden ser responsables de la mayor masa muscular de los varones. Sus conclusiones se publican en PLoS Genetics.
La característica particular de los retrovirus, explica el CNRS en una nota, es que poseen una enzima que permite la transcripción de su genoma de ARN a una molécula de ADN "complementaria" que es capaz de integrarse en el ADN de la célula huésped. El virus del SIDA (VIH) es el ejemplo más conocido de retrovirus.
Los retrovirus tienen proteínas en su superficie que son capaces de mediar en la fusión de su envoltura con la membrana de una célula diana. Una vez liberado en el interior de la célula, su material genético se integra en los cromosomas del huésped. En los raros casos en los que la célula infectada está involucrada en la reproducción, los genes virales pueden ser transmitidos a la progenie. Por lo tanto casi el 8% del genoma de los mamíferos está compuesto de vestigios de retrovirus, o retrovirus endógenos.
La mayoría de ellos están inactivos, pero algunos siguen siendo capaces de producir proteínas: este es el caso de las sincitinas, proteínas que están presentes en todos los mamíferos y son codificados por genes heredados de los retrovirus "capturados" por sus antepasados.
Hace un poco más de cinco años, y gracias a la inactivación de estos genes en ratones, el equipo dirigido por Thierry Heidmann demostró que las sincitinas contribuyen a la formación de la placenta. Debido a su capacidad ancestral para mediar en la fusión célula-célula, dan lugar al sincitiotrofoblasto, un tejido formado por la fusión de un gran número de células derivadas del embrión, en la interfase fetomaterna.
El sincitiotrofoblasto es una parte de la placenta, que permite la implantación en el útero y, a continuación constituye la interfaz entre el torrente sanguíneo materno y el del embrión, donde se producen los intercambios de gases y nutrientes necesarios para el desarrollo de este último.
Usando los mismos ratones, el equipo ha puesto de manifiesto un efecto "colateral" e inesperado de estas proteínas: dotan a los hombres de más masa muscular que a las mujeres. Al igual que el sincitiotrofoblasto, la masa muscular se desarrolla a partir de células madre fusionadas. En los ratones macho genéticamente modificados, estas fibras eran un 20% más pequeñas y mostraban un 20% menos de núcleos que en los varones normales; eran por tanto similares a las observadas en las hembras, así como su masa muscular total.
La característica particular de los retrovirus, explica el CNRS en una nota, es que poseen una enzima que permite la transcripción de su genoma de ARN a una molécula de ADN "complementaria" que es capaz de integrarse en el ADN de la célula huésped. El virus del SIDA (VIH) es el ejemplo más conocido de retrovirus.
Los retrovirus tienen proteínas en su superficie que son capaces de mediar en la fusión de su envoltura con la membrana de una célula diana. Una vez liberado en el interior de la célula, su material genético se integra en los cromosomas del huésped. En los raros casos en los que la célula infectada está involucrada en la reproducción, los genes virales pueden ser transmitidos a la progenie. Por lo tanto casi el 8% del genoma de los mamíferos está compuesto de vestigios de retrovirus, o retrovirus endógenos.
La mayoría de ellos están inactivos, pero algunos siguen siendo capaces de producir proteínas: este es el caso de las sincitinas, proteínas que están presentes en todos los mamíferos y son codificados por genes heredados de los retrovirus "capturados" por sus antepasados.
Hace un poco más de cinco años, y gracias a la inactivación de estos genes en ratones, el equipo dirigido por Thierry Heidmann demostró que las sincitinas contribuyen a la formación de la placenta. Debido a su capacidad ancestral para mediar en la fusión célula-célula, dan lugar al sincitiotrofoblasto, un tejido formado por la fusión de un gran número de células derivadas del embrión, en la interfase fetomaterna.
El sincitiotrofoblasto es una parte de la placenta, que permite la implantación en el útero y, a continuación constituye la interfaz entre el torrente sanguíneo materno y el del embrión, donde se producen los intercambios de gases y nutrientes necesarios para el desarrollo de este último.
Usando los mismos ratones, el equipo ha puesto de manifiesto un efecto "colateral" e inesperado de estas proteínas: dotan a los hombres de más masa muscular que a las mujeres. Al igual que el sincitiotrofoblasto, la masa muscular se desarrolla a partir de células madre fusionadas. En los ratones macho genéticamente modificados, estas fibras eran un 20% más pequeñas y mostraban un 20% menos de núcleos que en los varones normales; eran por tanto similares a las observadas en las hembras, así como su masa muscular total.
Imagen: Unsplash. Fuente: Pixabay.
Otros mamíferos
Por tanto, parece que la inactivación de las sincitinas conduce a un déficit de fusiones durante el crecimiento muscular, pero sólo en los varones.
Los científicos observaron el mismo fenómeno en el caso del músculo regenerado tras una lesión: los ratones macho incapaces de producri sincitinas experimentó una regeneración menos eficaz que la de los otros machos, pero comparable a la observada en las hembras. Además, las fibras musculares regeneradas producían sincitina; una vez más, sólo en los machos.
Si este descubrimiento se confirmara en otros mamíferos, podría explicar el dimorfismo muscular observado entre machos y hembras, una diferencia que no se ve de manera sistemática en los animales ovíparos.
Mediante el cultivo de células madre musculares de diferentes especies de mamíferos (ratón, oveja, perro, humanos), los científicos han avanzado parte del camino: han mostrado que, de hecho, las sincitinas contribuyen a la formación de fibras musculares en todas las especies analizadas. Ahora es necesario demostrar si, en estas especies, la acción de las sincitinas también es específica de los machos.
En el estudio han participado expertos en músculos: los equipos dirigidos por Julie Dumonceaux en el Centro de Investigación en Miología (CNRS / UPMC / Inserm) y por Laurent Tiret en la Escuela Nacional Veterinaria de Alfort y el Instituto Mondor de Investigación Biomédica (Inserm / UPEC).
Por tanto, parece que la inactivación de las sincitinas conduce a un déficit de fusiones durante el crecimiento muscular, pero sólo en los varones.
Los científicos observaron el mismo fenómeno en el caso del músculo regenerado tras una lesión: los ratones macho incapaces de producri sincitinas experimentó una regeneración menos eficaz que la de los otros machos, pero comparable a la observada en las hembras. Además, las fibras musculares regeneradas producían sincitina; una vez más, sólo en los machos.
Si este descubrimiento se confirmara en otros mamíferos, podría explicar el dimorfismo muscular observado entre machos y hembras, una diferencia que no se ve de manera sistemática en los animales ovíparos.
Mediante el cultivo de células madre musculares de diferentes especies de mamíferos (ratón, oveja, perro, humanos), los científicos han avanzado parte del camino: han mostrado que, de hecho, las sincitinas contribuyen a la formación de fibras musculares en todas las especies analizadas. Ahora es necesario demostrar si, en estas especies, la acción de las sincitinas también es específica de los machos.
En el estudio han participado expertos en músculos: los equipos dirigidos por Julie Dumonceaux en el Centro de Investigación en Miología (CNRS / UPMC / Inserm) y por Laurent Tiret en la Escuela Nacional Veterinaria de Alfort y el Instituto Mondor de Investigación Biomédica (Inserm / UPEC).
Referencia bibliográfica:
François Redelsperger, Najat Raddi, Agathe Bacquin, Cécile Vernochet, Virginie Mariot, Vincent Gache, Nicolas Blanchard-Gutton, Stéphanie Charrin, Laurent Tiret, Julie Dumonceaux, Anne Dupressoir, Thierry Heidmann: Genetic Evidence That Captured Retroviral Envelope syncytins Contribute to Myoblast Fusion and Muscle Sexual Dimorphism in Mice. PLOS Genetics (2016). DOI: 10.1371/journal.pgen.1006289
François Redelsperger, Najat Raddi, Agathe Bacquin, Cécile Vernochet, Virginie Mariot, Vincent Gache, Nicolas Blanchard-Gutton, Stéphanie Charrin, Laurent Tiret, Julie Dumonceaux, Anne Dupressoir, Thierry Heidmann: Genetic Evidence That Captured Retroviral Envelope syncytins Contribute to Myoblast Fusion and Muscle Sexual Dimorphism in Mice. PLOS Genetics (2016). DOI: 10.1371/journal.pgen.1006289
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