Científicos de Cambridge han identificado una señal clave que el feto usa para controlar su suministro de nutrientes de la placenta, revelando un tira y afloja entre los genes heredados del padre y de la madre. El estudio, realizado en ratones, podría ayudar a explicar por qué algunos bebés crecen mal en el útero.
A medida que el feto crece, necesita comunicar a la madre sus crecientes necesidades de alimentos. Recibe su nutrición a través de los vasos sanguíneos de la placenta, un órgano especializado que contiene células tanto del bebé como de la madre.
Entre el 10 y el 15% de los bebés crecen mal en el útero y, a menudo, muestran un crecimiento reducido de los vasos sanguíneos en la placenta. En los seres humanos, estos vasos sanguíneos se expanden dramáticamente entre la mitad y el final de la gestación, alcanzando una longitud total de aproximadamente 320 kilómetros a término.
En un estudio publicado este lunes en la revista Developmental Cell, un equipo dirigido por científicos de la Universidad de Cambridge detalla cómo ha utilizado ratones modificados genéticamente para mostrar cómo el feto produce una señal para estimular el crecimiento de los vasos sanguíneos dentro de la placenta. Esta señal también provoca modificaciones en otras células de la placenta para permitir que más nutrientes de la madre pasen al feto.
Comunicación feto-placenta
“A medida que crece en el útero, el feto necesita alimento de su madre, y los vasos sanguíneos saludables en la placenta son esenciales para ayudarlo a obtener la cantidad correcta de nutrientes que necesita”, asegura Ionel Sandovici, primer autor del artículo. “Hemos identificado una forma que utiliza el feto para comunicarse con la placenta para provocar la expansión correcta de estos vasos sanguíneos. Cuando esta comunicación se interrumpe, los vasos sanguíneos no se desarrollan correctamente y el bebé tendrá dificultades para obtener toda la comida que necesita”.
“Hemos identificado una forma que utiliza el feto para comunicarse con la placenta para provocar la expansión correcta de estos vasos sanguíneos”
El equipo descubrió que el feto envía una señal conocida como IGF2 que llega a la placenta a través del cordón umbilical. En los seres humanos, los niveles de IGF2 en el cordón umbilical aumentan progresivamente entre las 29 semanas de gestación y el término: demasiado IGF2 se asocia con demasiado crecimiento, mientras que una cantidad insuficiente de IGF2 se asocia con muy poco crecimiento. Los bebés que son demasiado grandes o demasiado pequeños tienen más probabilidades de sufrir o incluso morir al nacer y tienen un mayor riesgo de desarrollar diabetes y problemas cardíacos en la edad adulta.
“Hace tiempo que sabemos que el IGF2 promueve el crecimiento de los órganos donde se produce”, añade Sandovici. “En este estudio, hemos demostrado que IGF2 también actúa como una hormona clásica: es producida por el feto, pasa a la sangre fetal, a través del cordón umbilical y a la placenta, donde actúa”.
Una batalla en el útero
Particularmente interesante es lo que revelan sus hallazgos sobre la pelea que tiene lugar en el útero.
En ratones, la respuesta a IGF2 en los vasos sanguíneos de la placenta está mediada por otra proteína, llamada IGF2R. Los dos genes que producen IGF2 e IGF2R están "impresos", un proceso mediante el cual los conmutadores moleculares de los genes identifican su origen parental y pueden activar o desactivar los genes. En este caso, solo está activa la copia del gen igf2 heredado del padre, mientras que solo está activa la copia de igf2r heredada de la madre.
“Una teoría sobre los genes impresos es que los genes expresados por el padre son codiciosos y egoístas”, explica Miguel Constância, coautor del artículo. “Quieren extraer la mayor cantidad de recursos posible de la madre. Pero los genes expresados por la madre actúan como contramedidas para equilibrar estas demandas”.
“En nuestro estudio, el gen del padre impulsa las demandas del feto de vasos sanguíneos más grandes y más nutrientes, mientras que el gen de la madre en la placenta intenta controlar la cantidad de alimento que proporciona. Se está produciendo un tira y afloja, una batalla de sexos a nivel del genoma”.
“Se está produciendo un tira y afloja, una batalla de sexos a nivel del genoma”
El equipo dice que sus hallazgos permitirán una mejor comprensión de cómo el feto, la placenta y la madre se comunican entre sí durante el embarazo. Esto, a su vez, podría conducir a formas de medir los niveles de IGF2 en el feto y encontrar formas de usar medicamentos para normalizar estos niveles o promover el desarrollo normal de la vasculatura placentaria.
Los investigadores utilizaron ratones, ya que es posible manipular sus genes para imitar diferentes condiciones de desarrollo. Esto les permite estudiar en detalle los diferentes mecanismos que tienen lugar. La fisiología y biología de los ratones tienen muchas similitudes con las de los humanos, lo que permite a los investigadores modelar el embarazo humano para comprenderlo mejor.
Referencia: The Imprinted Igf2-Igf2r Axis is Critical for Matching Placental Microvasculature Expansion to Fetal Growth (Developmental Cell) DOI: 10.1016/j.devcel.2021.12.005
