Transiciones en potencia celular

 La potencia celular describe la capacidad de una célula para diferenciarse en otros tipos celulares, y una mayor potencia indica una mayor plasticidad. Por lo general, la potencia celular disminuye a medida que avanza el desarrollo embrionario, pero este no es el caso tras la fecundación, cuando la fusión de dos células altamente diferenciadas, un óvulo y un espermatozoide, da lugar a una bola de células totipotentes capaces de formar todos los linajes del embrión. En los mamíferos, la aparición de la totipotencia está íntimamente relacionada tanto con la transición materno-cigótica, en la que el despertar del genoma cigótico transcripcionalmente inactivo va acompañado tanto de la degradación de los transcritos heredados de la madre, como de una drástica reprogramación epigenética del embrión. Este estado totipotente se mantiene a lo largo de las primeras divisiones hasta la fase de mórula, cuando el embrión segrega el trofectodermo, que formará la placenta, y la masa celular interna. La potencia celular de la masa celular interna se restringe un poco más adelante, en la etapa de blastocisto, cuando se divide en el endodermo primitivo, que dará lugar al endodermo visceral y al saco vitelino, y el epiblasto pluripotente, que dará lugar al propio feto. La implantación del embrión va acompañada de un nuevo cambio en potencia celular, con la transición del epiblasto de un estado nave a uno “primed” donde se adquiere la capaz de responder a las señales de diferenciación. Tanto las células madre naïve como las “primed” pueden derivarse del embrión en las etapas previas y posteriores a la implantación, respectivamente, y mantenerse en cultivo. Además, estudios realizados durante la última década han mostrado que las células madre embrionarias cultivadas pasan regularmente por un estado similar al del embrión en estado totipotente y que esto puede promoverse mediante la adición al cultivo de diversas combinaciones de moléculas.

El objetivo principal de mi investigación es descubrir los mecanismos que subyacen a la adquisición y pérdida de la totipotencia y la pluripotencia en los mamíferos, tanto en el embrión como en los sistemas de cultivo celular. Actualmente nos estamos centrando en el papel de la vía de señalización Hippo en estos procesos, que se ha asociado a la activación del genoma cigótico, la formación del trofectodermo y la segregación del epiblasto y el endodermo primitivo. Para ello, estamos utilizando una amplia variedad de enfoques experimentales, entre los que se incluyen la edición del genoma mediada por CRISPR, la secuenciación de alto rendimiento, la micromanipulación de embriones y la microscopía confocal.