MADRID, 23 Mar. (EUROPA PRESS) -
La posesión de dos cromosomas X es un arma de doble filo, inmunológicamente hablando, porque las mujeres son mejores en la lucha contra la infección que los hombres, pero también son más susceptibles a muchas enfermedades autoinmunes, como el lupus. Un nuevo estudio publicado en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', dirigido por investigadores de la Universidad de Pennsylvania, Estados Unidos, ofrece una explicación mecanicista de por qué esto es así.
El equipo de investigación, dirigido por Montserrat C. Anguera, profesora asistente en el Departamento de Estudios Biomédicos de la Facultad de Medicina Veterinaria de Penn, se centró en la inactivación de X, un mecanismo que sirve para equilibrar la dosis de genes entre hombres y mujeres mediante la inhibición de la expresión de genes en uno de los dos cromosomas X de una hembra.
De esta forma, los investigadores descubrieron que en las mujeres los linfocitos del sistema inmunitario, específicamente las células T y B, carecen de los patrones típicos de Xist, una molécula de ARN esencial para el proceso de inactivación, así como otros marcadores de inactivación del cromosoma X, haciendo que la inactivación de X sea incompleta en estas células.
Esa activación incompleta estaba presente en los linfocitos en todas las mujeres, pero las pacientes con lupus también tenían patrones de expresión únicos relacionados con genes clave de la inmunidad y patrones inusuales de localización de Xist en el ARN, lo que sugiere una explicación subyacente de la condición de la enfermedad. "Sólo parece ser algo sobre los linfocitos --apunta Anguera--. El silenciamiento del cromosoma X no parece ser tan ajustado en ellas como en otros tipos de células".
El estudio tuvo su origen en la investigación post-doctoral de Anguera, que se centró en la inactivación de X en las células madre pluripotentes. En particular examinó el papel de Xist, una larga molécula de ARN no codificante que es conocida por iniciar la inactivación de X y mantenerla viviendo con el cromosoma X inactivo, que también adquiere las etiquetas de una pequeña molécula llamadas modificaciones heterocromáticas, reprimiendo aún más la expresión génica.
Los estudios de Anguera encontraron que, en algunos casos, las células madre pierden tanto la expresión Xist como las modificaciones que normalmente residen en el X inactivo. Como resultado, las células comienzan a ser parcialmente reactivadas, creciendo rápidamente y comenzando a parecerse a las células cancerosas. Así, esta investigadora empezó a preguntarse si ciertas enfermedades podrían surgir de un mantenimiento inadecuado de la inactivación de X, en particular los trastornos autoinmunes como el lupus; ya que el 85 por ciento de los pacientes con lupus son mujeres.
"Lo que me llamó la atención acerca de la autoinmunidad y, específicamente, el lupus --destaca Anguera-- era que había genes en el cromosoma X que estaban relacionados con la inmunidad y que habían demostrado tener altos niveles de expresión en los pacientes con lupus". Para abordar esta cuestión, los científicos de Penn examinaron linfocitos donados por mujeres humanas saludables, así como células T y B 'naïve' o sin estimular de ratones hembra.
Los investigadores encontraron que, a diferencia de otros tipos de células, donde Xist se asocia fuertemente con el cromosoma X inactivo, los linfocitos de mujeres carecían de esta "sombra" Xist, a pesar de que la célula aún contenía niveles esperados de Xist, lo que sugiere que Xist estaba fallando a la hora de migrar correctamente al X inactivo para silenciarlo.
Cuando el equipo de investigación activó las células T y B humanas, simulando a cómo responderían cuando se presenta un patógeno, las sombras de Xist reaparecieron. El equipo observó resultados similares en ratones, pero todos los linfocitos, estimulados y no tratados previamente, tenían cantidades similares de Xist.
"Lo que fue realmente sorprendente para nosotros es que esto no se debe a una diferencia en la cantidad de Xist. Hay una tonelada de ARN de Xist en estas células --señala Anguera--. Es sólo que no está llegando al cromosoma X inactivo en los linfocitos no tratados previamente".
Otros análisis del cromosoma X inactivo en los linfocitos encontraron que carecía de las marcas heterocromatínicas que aparecen en la X inactiva en otros tipos de células. Los hallazgos de que incluso mujeres sanas tenían tal mantenimiento inusual de la X inactiva en sus linfocitos fue totalmente inesperado. "Fue realmente sorprendente que los linfocitos en las mujeres normales carecían también de estos marcadores de inactivación de X", dice Anguera.
Para ver si esta falta de marcas heterocromatínicas y Xist, los cuales normalmente bloquean la expresión de genes en el cromosoma X inactivo, produjo un aumento de la expresión de genes, los autores analizaron los genes relacionados con la inmunidad en el cromosoma X para ver si había una o dos copias que se estaban expresando. Vieron que alrededor del 3 al 5 por ciento de los linfocitos femeninos expresa dos copias de estos genes, así como dos copias de un gen no relacionado con la inmunidad. Los linfocitos masculinos no mostraron esta misma expresión de dos copias.
DETECTAN EL PAPEL FUNDAMENTAL DE DOS PROTEÍNAS
En concordancia con este resultado, los autores detectaron que ciertas regiones del cromosoma X en las células humanas B femeninas, incluidas las regiones que contienen genes relacionados con la inmunidad, se expresaron en niveles más altos que las células masculinas.
Como Xist estaba presente en los linfocitos femeninos pero simplemente no estaba localizando en el lugar que le corresponde en la X inactiva, el equipo analizó más de cerca dos proteínas, YY1 y hnRNPU, que se sabe que se unen con Xist y posiblemente juegan un papel en que la X se vuelva inactiva después de que se estimulan los linfocitos.
Mediante el uso de células T humanas en cultivo, así como ratones que carecen de uno de estos genes, YY1, los investigadores encontraron que, de hecho, las dos proteínas ayudaron a Xist a volver al cromosoma X inactivo en los linfocitos activados.
Aunque estaba claro que los linfocitos femeninos eran diferentes de los machos en sus patrones de localización de Xist, el equipo quería saber si los pacientes con lupus tenían características inusuales adicionales de la inactivación de X que pudieran explicar su enfermedad.
A partir de muestras de linfocitos tanto de pacientes con lupus pediátricos como niños sanos de edades similares, el equipo encontró más Xist mal ubicada en pacientes con lupus y algunas pruebas de que era más probable que las personas sanas presentaran dos copias de los genes relacionados con la inmunidad.
Los investigadores también observaron que la región del cromosoma X que contiene Xist mostró las mayores diferencias en la expresión al comparar el lupus con pacientes sanos. Una posibilidad, según Anguera, es que todas las mujeres pueden tener una subpoblación de linfocitos con la inactivación X incompleta; en individuos sanos, los linfocitos se quedan en minoría, pero una subpoblación puede asumir el control en pacientes con enfermedades autoinmunes.
