Nuevos datos sobre la influencia de la insulina en el desarrollo embrionario
El proceso de desarrollo de un ser vivo es una historia de sacrificio durante la cual, después de haber hecho su trabajo, muchas células han de morir para ajustar el número final a la forma madura. ¿Cómo saben cuándo hacerlo? Hay muchas señales químicas indicadoras y una de ellas, la proinsulina, sustancia precursora de la insulina, está directamente relacionada con la supervivencia de células del tubo neural.
Además de ser responsable de regular el metabolismo de los azúcares -el sistema de producción de energía de los seres vivos- la insulina desarrolla otras muchas tareas en el cuerpo humano y en todos los animales. Una investigación de científicos españoles ha puesto de manifiesto la importancia de la proinsulina, su forma precursora, en la muerte celular programada embrionaria.
En un artículo publicado el pasado día 15 en la revista de la Organización Europea de Biología Molecular, The EMBO Journal, se relata una investigación llevada a cabo en el Centro de Investigaciones Biológicas, del CSIC, con embriones de pollo de un día y medio. Los investigadores demuestran que "el embrión tiene un fino mecanismo para la producción limitada de proinsulina", asegura Catalina Hernández Sánchez, primera firmante. Esta investigadora, que tiene un contrato Ramón y Cajal en el CIB, asegura: "Si el embrión no cuenta con suficiente proinsulina, se produce apoptosis excesiva".
Cantidad precisa
Según Flora de Pablo, profesora de investigación y jefa del grupo del CIB que ha llevado a cabo el trabajo, "hemos aprendido mediante qué mecanismo la proinsulina está en concentraciones muy bajas. Si hay demasiada, no hay suficiente muerte celular en el momento adecuado, lo que también impide el normal desarrollo del embrión. Tiene que haber la cantidad precisa, y eso lo regula una región del ARN mensajero no codificante para la propia proinsulina".
"El ARN mensajero de la proinsulina embrionaria", prosigue De Pablo, "tiene 32 nucleótidos más que el ARN de la proinsulina del páncreas". Esas 32 bases "hacen que aparezcan dos nuevos tripletes de iniciación", dice Hernández Sánchez, "que entretienen a los ribosomas, que son la maquinaria de traducción, y frenan su acceso al inicio de la proinsulina, resultando unos niveles de síntesis disminuidos. De ese modo, se regula la cantidad de proinsulina de manera precisa. Se trata de una regulación estructurada por el ARN mensajero", aclara esta investigadora.
La insulina, por tanto, se muestra ahora como una sustancia que, además de tener un papel clave en el metabolismo adulto, tiene una función embrionaria temprana muy importante. "Lo hemos comprobado con embriones de pollo", dice De Pablo, "pero también ocurre en ratón y en otras especies".
Este hallazgo podría tener implicaciones de interés para los hijos de madres diabéticas, que habitualmente presentan un mayor número de malformaciones fetales relacionadas con el tubo neural.
Espina bífida
El tubo neural es el origen del futuro sistema nervioso, incluyendo la médula espinal que se aloja en el interior de la columna vertebral, y su malformación está directamente relacionada con enfermedades como la espina bífida y otras. "La proinsulina nos puede ayudar a entender la formación del tubo neural", dice De Pablo. "Habrá que seguir estudiando en detalle los factores determinantes del cierre del tubo neural, algo que exige un proceso de muerte celular muy controlado, y en qué momentos es esencial la proinsulina".
Por otra parte, esta investigadora aclara que "si aprendemos a regular finamente la acción de la proinsulina en la supervivencia de células, puede llegar a tener otras aplicaciones. Aunque para ello queda mucho trabajo todavía". Enrique de la Rosa, con otros miembros del grupo, está analizando si la proinsulina podría ayudar, en el futuro, a paliar enfermedades neurodegenerativas. "También nos interesa ver la regulación molecular y la función de la proinsulina en células madre neurales", concluye De Pablo.
Junto a Hernández y de Pablo, firman el artículo Alicia Mansilla y Enrique de la Rosa, del mismo grupo, así como G.Elisabeth Pollerberg, de la Universidad de Heidelberg (Alemania), y Encarna Martínez-Salas, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa.
1953 fue también el año de la insulina
El año de 1953 está marcado con letras de oro en la historia de la biología. Además de que Watson y Crick describieron la estructura del ADN, la molécula más famosa, y de que Stanley Miller hiciera su también famoso experimento para determinar cómo pudo surgir la vida en la Tierra, en 1953 Frederick Sanger describió la secuencia de aminoácidos de una de las más famosas proteínas de la historia de la biología: la insulina.
Sanger obtuvo el premio Nobel de Química en 1958, por su trabajo en la estructura primaria, la representación lineal de las proteínas, especialmente en la insulina. Pero, además, Sanger en 1980 ganó otro Nobel, esta vez por sus contribuciones a la secuenciación del ADN.
Sanger comenzó a trabajar con la insulina porque era una proteína pequeña y se podría manejar con relativa facilidad. Por otra parte, de un poco de páncreas se podía aislar material para trabajar durante mucho tiempo.
"Además del primer premio Nobel de Sanger", señala Flora de Pablo, "la insulina ha estado relacionada con varios premios Nobel más, así que se trata de una proteína especialmente importante como herramienta biológica". En 1923 lo ganaron John Macleod y Frederick Banting por el descubrimiento; Bernardo Houssay, que lo ganó en 1947, demostró la función de las hormonas, entre ellas la insulina, en la regulación y equilibrio de los hidratos de carbono en el organismo.
En 1964 Dorothy Crowfoot Hodgkin lo logró por desvelar, mediante métodos cristalográficos, la estructura tridimensional de una proteína, que era, cómo no, la insulina. En 1977 lo obtuvo Rosalyn Yalow por su técnica de marcaje radioinmunológico, aplicándolo, precisamente, a medir los niveles de la insulina que circula en sangre.
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