Análisis del establecimiento de la longitud telomérica durante el desarrollo temprano en los mamíferos

Resumen

Los telómeros, clave en el mantenimiento de la integridad cromosómica, están implicados en procesos como el envejecimiento, el cáncer y la regeneración tisular. Debido a la incapacidad de las ADN polimerasas convencionales de replicar el extremo 5¿ de los cromosomas, el ADN telomérico sufre un acortamiento en cada división celular. La telomerasa, una ribonucleoproteína con actividad transcriptasa inversa TERT compensa este acortamiento sintetizando las secuencias teloméricas de novo en el extremo 3¿ de los cromosomas usando como molde una molécula de ARN asociada TERC. Al tener la mayoría de los tipos celulares una actividad telomerasa limitada, el acortamiento telomérico en cada división contribuye al envejecimiento limitando la regeneración tisular, lo que afecta a la esperanza de vida de los mamíferos. La elongación telomérica durante el desarrollo embrionario determina las reservas teloméricas del recién nacido; debido a las implicaciones que la longitud telomérica LT de éste tiene en etapas posteriores del desarrollo, el estudio de la dinámica de elongación telomérica y su regulación durante el desarrollo embrionario temprano en mamíferos es de gran interés. En un primer experimento se validó la técnica de PCR cuantitativa para el estudio de la LT embrionaria mediante el análisis de la dinámica de la LT durante el envejecimiento en el ratón de laboratorio Mus musculus y el híbrido de M. spretus telómeros más cortos, detectando cambios de LT durante el envejecimiento en los tejidos cardiaco, renal, cerebral, testicular y ovárico. Se evaluó también la aplicabilidad de la técnica para el análisis de la LT en gametos y en el embrión preimplantacional, observando que la LT aumenta en el estadio de 2 células y en la transición mórula-blastocisto, coincidiendo con los fenómenos de recombinación y el aumento de la actividad telomerasa, respectivamente.Se evaluó también la expresión génica endógena de los componentes de la telomerasa Terc y Tert durante el desarrollo preimplantacional y del gen Zscan4, implicado en la elongación telomérica en stem cells. Tras evaluar su dinámica de expresión, se estudió el efecto de la sobreexpresión exógena de Terc, Tert y Zscan4, mediada por la inyección de plásmidos circulares en el pronúcleo del ratón, sobre la LT del embrión preimplantacional, demostrando que no es suficiente para elongar los telómeros por encima del valor esperado. La LT excepcionalmente larga comparada del ratón de laboratorio podría determinar que sus telómeros no sean susceptibles de ser elongados artificialmente en esta etapa del desarrollo.En el hombre se ha descrito una mayor correlación entre LT paterna y LT de la descendencia que entre LT materna y LT de la descendencia. Además, los hijos de padres viejos tienen mayor LT que los de padres jóvenes, tal vez debido a la esencia de telómeros más largos en los espermatozoides de padres viejos. Empleando dos modelos con dimorfismo en la LT de sus espermatozoides Mus musculus vs. M. spretus, y M. musculus jóvenes vs. M. musculus viejos se analizó si la elongación telomérica dependiente de recombinación descrita en el cigoto depende de la LT del espermatozoide. La LT del espermatozoide mostró ser mayor que la del ovocito y disminuir con la edad. La LT de los embriones producidos por fecundación in vitro con espermatozoides con LT larga (M. musculus) fue significativamente mayor que en los producidos con espermatozoides con LT corta M. spretus o por activación partenogenética. Las diferencias observadas en el estadio de 2 células se mantuvieron durante el desarrollo preimplantacional y en la descendencia. Los embriones producidos con espermatozoides de LT corta (machos viejos) y su descendencia también presentaron una LT menor a la de los embriones/descendencia de machos jóvenes. Estos resultados sugieren que la LT dele spermatozoide es un factor determinante de la LT del recién nacido debido a su papel en la elongación telomérica en el estadio el cigoto