La organogénesis es la fase clave en la que los tejidos y órganos del cuerpo se ensamblan por primera vez a partir de células progenitoras rudimentarias. En los embriones humanos, este período crítico ocurre durante las semanas 5-8 de gestación, y cualquier interrupción puede generar a importantes trastornos del desarrollo.

Si bien contamos con casi 30.000 genes que contienen el código para crear cada proteína en cada una de nuestras células, sorprendentemente esto representa solo alrededor del 2 por ciento del ADN. Históricamente, el 98 por ciento al restante, llamado ADN no codificante, solía ser descartado e incluso se le llamó ADN “basura”.

Panorama genético

Pero los científicos se han dado cuenta de que este vasto panorama genético de ADN no codificante en realidad guarda los secretos para controlar cómo se activa o desactiva cada gen en perfecto orden.

Eso explica cómo un genoma puede crear cada uno de nuestros diferentes tejidos. El problema es que, hasta ahora, se sabe poco sobre cómo sucede esto en la etapa clave cuando los órganos humanos se ensamblan por primera vez.

Los investigadores lograron identificar los patrones precisos de la regulación genética para cada uno de los órganos.

En este sentido, los resultados de un reciente estudio realizado por investigadores de la Universidad de Manchester revelaron cómo nuestro genoma controla el desarrollo de muchos de los órganos críticos para la vida humana.

Para el estudio, los investigadores incorporaron datos epigenómicos con transcripción en 13 sitios durante la organogénesis humana para construir mapas, tejido por tejido, de potenciadores y promotores vinculados a la expresión génica, lo que ofreció oportunidades para comprender cómo se regula la formación de órganos humanos en la salud y la enfermedad.

Patrones precisos de regulación

A tal fin, el equipo adaptó la tecnología de “secuenciación de próxima generación” (NGS), la cual lee todo el genoma de manera rápida y eficiente, pudiendo identificar solo aquellas partes del genoma no codificante que eran funcionales, y descubrió que representa aproximadamente el 3 por ciento del total del ADN.

Al reducir las áreas críticas de manera tan significativa y precisa, los investigadores esperan que el estudio ayude a los médicos a hacer nuevos diagnósticos para los pacientes. Pero lo más resaltante del trabajo es la importante contribución que hace a la comprensión de los fundamentos de la organogénesis.

La organogénesis es la fase clave en la que los tejidos y órganos del cuerpo se ensamblan por primera vez a partir de células progenitoras rudimentarias.

En este punto, es vital que solo los genes correctos estén activados en cada ubicación diferente. Gracias a los hallazgos del estudio, ahora conocemos los patrones precisos de esta regulación genética para cada uno de los órganos.

Los investigadores comprobaron dos veces sus hallazgos en el desarrollo de peces cebra y células madre de laboratorio para mostrar que los segmentos críticos no codificantes del ADN humano podrían regular la expresión génica de manera adecuada.

En conjunto, señalan los autores, los datos proporcionan un marco genómico completo para investigar el desarrollo humano.

Referencia: Dynamic changes in the epigenomic landscape regulate human organogenesis and link to developmental disorders. Nature Communications, 2020. https://doi.org/10.1038/s41467-020-17305-2