Un mecanismo autónomo no celular, basado en un número mínimo de cuatro contactos de células internas en la masa celular interna (ICM) del embrión de ratón en E3.25 (E = día embriónico) activa al principal regulador pluripotencia, Oct4, y establece “in vivo” un estado naïve pluripotente muy temprano

La investigación, dirigida por el Dr. Marcos J. Araúzo Bravo del Grupo de Investigación en Biología Computacional y Biomedicina de Sistemas de IIS Biodonostia, acaba de publicarse en la revista de acceso abierto Scientific Reports, perteneciente al prestigioso grupo de publicaciones Nature, en un artículo cuya primera autora es la Dra. Daniela Gerovska.

El artículo revisita el estudio de la transición que ocurre en el embrión murino al pasar de 32 a 64 células durante el día embrionario E3.25, asociada tradicionalmente en la literatura científica a la determinación del inicio de la segunda decisión: la separación en de la masa celular interna (ICM) de las poblaciones de endodermo primitivo y de epiblasto.

El objetivo ha sido descubrir nuevos eventos de decisiones embrionarias muy tempranas con la técnicas tradicionales utilizadas hasta la fecha permanecían ocultos. Para ello los autores han diseñado un nuevo algoritmo de clúster: el “Hierarchical Optimal k-Means clustering” (HOkM), y lo han aplicado al análisis de datos de transcriptómicos de microarrays de célula única de E3.25.

Gracias a este nuevo algoritmo, han podido descubrir dos nuevas subpoblaciones de células ICM: la subpoblaciones de embriones con menos de 34 células (E3.25-LNC) y la subpoblación de embriones con más de 33 células (E3.25-HNCs). Estas subpoblaciones corresponden a dos etapas de desarrollo diferentes.

Al analizar los genes diferentemente expresados entre las subpoblaciones E3.25-LNCs y E3.25-HNCs, los autores encontraron que el gen Oct4, principal regulador de la pluripotencia, se expresa inestablemente en la subpoblación E3.25-LNC, y se estabiliza a un nivel alto en la subpoblación E3.25-HNC, coincidiendo también con un valores muy altos de expresión de Basigin y la iniciación del programa de remodelación de la cromatina para establecer un estado naïve pluripotente muy temprano. Para explicar este fenómeno plantearon la hipótesis de la existencia de un mecanismo autónomo no celular, basado en el requerimiento de la existencia de al menos cuatro contactos internos de células en el ICM en un núcleo de 6 células de embriones con más de 33 células, dicho mecanismo seria el responsable de la activación de la expresión el Oct4 durante la fase de preimplantación embrionaria.

Referencia:

Computational analysis of single-cell transcriptomics data elucidates the stabilization of Oct4 expression in the E3.25 mouse preimplantation embryo. Daniela Gerovska & Marcos J. Araúzo-Bravo. Scientific Reports.

El artículo está disponible gratuitamente en : www.nature.com/articles/s41598-019-45438-y