BIOCIENCIA | Logro español
Células más potentes que las embrionarias gracias a un nuevo método de reprogramación
En la foto, los responsables de la investigación española. | CNIO- Un trabajo del CNIO modifica la técnica de Yamanaka y mejora las células
- Se trata de la primera vez que se realiza una reprogramación en un ser vivo
- El hallazgo tiene importantes impliaciones en el estudio de la Biología
Ángeles López | Madrid
Actualizado miércoles 11/09/2013 21:23 horas
Cuatro años ha costado. Un equipo del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas ha logrado hacer realidad una idea en la que nadie creía hace 48 meses: reprogramar en el interior del cuerpo de un ser vivo, en este caso un ratón, células adultas para convertirlas en células madre más plásticas que las embrionarias. El experimento, realizado por primera vez en el mundo, promete revolucionar la investigación en este campo y mejorar la técnica que inventó Shinya Yamanaka en 2006, la reprogramación celular, con la que se aspira a regenerar tejidos dañados, como el cerebro o el corazón, por enfermedades para las que hoy día no hay cura.
"Los resultados han sido bastante sorprendentes, incluso para mí", afirma el investigador que ha liderado este proyecto, Manuel Serrano, director del Programa de Oncología Molecular y jefe del laboratorio de Supresión Tumoral. Fue a él a quien se le ocurrió hace cuatro años una idea que ahora se ha hecho realidad.
Y surgió dos años después de que Yamanaka revolucionara la ciencia mundial con su, aparentemente, simple técnica: añadir cuatro factores, o genes, a una célula adulta para dar marcha atrás a su reloj biológico y transformarse en una primitiva o pluripotente (iPS) similar a las células madre que hay en los embriones, es decir, conseguir células madre sin necesidad de manipular embriones. Pues bien, el equipo de CNIO partió del mismo cóctel de genes utilizado por el japonés y, en lugar de utilizar una célula adulta y colocarla en una placa de Petri en el laboratorio, pensó que se podía hacer el mismo procedimiento directamente en el interior de un animal.
"Cuando entré hace cuatro años a trabajar en el equipo de Serrano, me incorporé a este proyecto y empecé a generar un animal genéticamente modificado. Después de mucho trabajo, vimos que se podía hacer. Fue tan sorprendente que incluso Manuel [Serrano] tardó en convencerse", explica María Abad, primera autora del artículo que publica la revista 'Nature'. "Es que es un concepto muy contrario a como se pensaba. Se creía que se necesitaban unas condiciones muy extremas, como las que se dan en el laboratorio, para realizar una reprogramación celular y que el entorno 'in vivo' era muy contrario a ese proceso, porque todos los estímulos que se dan en el embrión van orientados a la diferenciación, es decir, a convertir las células madre primitivas en especializadas. Pero estábamos equivocados. Se puede hacer", afirma Abad.
![[foto de la noticia]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_s8uS_leVrtaq1Bm0QUV7SKZsnumreAzWB9Hjs7btvjUqlXYYCZI5McOwlXeBYeqVrlMYbc_e1JdFw-L236Qs2LQoc1lisHmbqhBrJmKPWW46jUqGmdYvBmhTs4fhy19OBxCz4CLfPzHgFL-xoE-kN-KPqEYN1coAAdhn_k32M1egScyh7uiOTpT1h2s6LRg1qqFQvPurk8=s0-d "[foto de la noticia]")
Cuando esos factores llevaban una semana activados en presencia del antibiótico, se empezaron a ver los primeros signos de reprogramación. Por ejemplo, algunas células del intestino de los ratones dejaban de tener características propias del intestino y empezaban a mostrar proteínas propias de las células madre embrionarias. Al cabo de dos meses, los animales desarrollaron teratomas, tumores constituidos por varios tipos de tejidos que prueba la capacidad pluripotente de las células, es decir, el éxito de la reprogramación.
Sin embargo, en este caso la reprogramación fue un poco más lejos porque se llegaron a formar estructuras pseudo-embrionarias, que presentan las tres capas propias de los embriones (ectodermo, mesodermo y endodermo), estructuras extraembrionarias que forman parte de la placenta y signos de formación de células sanguíneas. "Estos datos nos dicen que nuestras células madre son mucho más versátiles que las células iPS in vitro de Yamanaka, cuya potencialidad genera las distintas capas de un nuevo embrión, pero nunca tejidos que sustentan el desarrollo de un nuevo embrión, como la placenta", precisa Abad.
Para saber si este avance se traduce en una aplicación médica, los investigadores ya se han planteado los siguientes experimentos. Por ejemplo, quieren ver si al activar estos factores de reprogramación de forma transitoria se ayuda a regenerar tejidos. Pero para eso tienen que saber cuánto tiempo se deben activar esos factores y comprobar si funcionan en distintos puntos de un ser vivo, para regenerar por ejemplo el corazón, el páncreas, etc. "También queremos reprogramar células humanas de la piel dentro de un ratón y ver cómo se comportan", adelanta el investigador, quien advierte que deberán pasar muchos años antes de poder llegar a realizar un ensayo clínico en humanos.
Sea como sea, el experimento ha sido valorado positivamente por otros investigadores. "Este es un sensacional estudio, y una nueva manera de hacer células pluripotentes diferentes a las que se han hecho hasta ahora", afirma Robert Lanza, director científico de Advanced Cell Technology (una compañía estadounidense pionera en esta área de investigación).
Para Juan Carlos Izpisúa, director del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona, "el grupo de Manuel Serrano demuestra por primera vez que es posible generar células más potentes que las iPSC obtenidas hasta ahora y que es de hecho posible reprogramar células adultas a un estadio 'totipotente'. El hecho de que se pueda inducir una reprogramación 'in vivo' implica que, en el futuro, estrategias similares puedan desarrollarse en humanos".
Por su parte, Takanori Takebe, uno de los investigadores involucrados en el desarrollo de un hígado a partir de células iPS, considera que este trabajo es interesante, por la identificación de células madre 'totipotentes' (que no son las células madre pluripotentes) mejorará la comprensión básica de la biología. No obstante, bien este equipo u otras personas tienen que realizar muchos experimentos para apoyar y confirmar su conclusión (para probar la naturaleza totipotente de las células).
"El trabajo de Manuel Serrano y su grupo representa la culminación de investigaciones iniciadas durante la decada de los 60 por Sir John Gurdon y, a su vez, abre una nueva etapa para la medicina, la búsqueda de estrategias que nos permitan regenerar órganos y tejidos de una forma similar a los procesos naturales", concluye Izpisúa.
"Los resultados han sido bastante sorprendentes, incluso para mí", afirma el investigador que ha liderado este proyecto, Manuel Serrano, director del Programa de Oncología Molecular y jefe del laboratorio de Supresión Tumoral. Fue a él a quien se le ocurrió hace cuatro años una idea que ahora se ha hecho realidad.
Y surgió dos años después de que Yamanaka revolucionara la ciencia mundial con su, aparentemente, simple técnica: añadir cuatro factores, o genes, a una célula adulta para dar marcha atrás a su reloj biológico y transformarse en una primitiva o pluripotente (iPS) similar a las células madre que hay en los embriones, es decir, conseguir células madre sin necesidad de manipular embriones. Pues bien, el equipo de CNIO partió del mismo cóctel de genes utilizado por el japonés y, en lugar de utilizar una célula adulta y colocarla en una placa de Petri en el laboratorio, pensó que se podía hacer el mismo procedimiento directamente en el interior de un animal.
"Cuando entré hace cuatro años a trabajar en el equipo de Serrano, me incorporé a este proyecto y empecé a generar un animal genéticamente modificado. Después de mucho trabajo, vimos que se podía hacer. Fue tan sorprendente que incluso Manuel [Serrano] tardó en convencerse", explica María Abad, primera autora del artículo que publica la revista 'Nature'. "Es que es un concepto muy contrario a como se pensaba. Se creía que se necesitaban unas condiciones muy extremas, como las que se dan en el laboratorio, para realizar una reprogramación celular y que el entorno 'in vivo' era muy contrario a ese proceso, porque todos los estímulos que se dan en el embrión van orientados a la diferenciación, es decir, a convertir las células madre primitivas en especializadas. Pero estábamos equivocados. Se puede hacer", afirma Abad.
Experimento
Para ello, como apunta esta investigadora, desarrollaron ratones transgénicos que en una parte de su ADN tenían insertados los cuatro factores de Yamanaka: Oct 3/4; Sox2; klf4 y c-Myc. Además, esa zona del genoma se podía activar o silenciar en presencia o ausencia de un antibiótico (doxiciclina) que se les daba a los ratones diluido en el agua.Cuando esos factores llevaban una semana activados en presencia del antibiótico, se empezaron a ver los primeros signos de reprogramación. Por ejemplo, algunas células del intestino de los ratones dejaban de tener características propias del intestino y empezaban a mostrar proteínas propias de las células madre embrionarias. Al cabo de dos meses, los animales desarrollaron teratomas, tumores constituidos por varios tipos de tejidos que prueba la capacidad pluripotente de las células, es decir, el éxito de la reprogramación.
Sin embargo, en este caso la reprogramación fue un poco más lejos porque se llegaron a formar estructuras pseudo-embrionarias, que presentan las tres capas propias de los embriones (ectodermo, mesodermo y endodermo), estructuras extraembrionarias que forman parte de la placenta y signos de formación de células sanguíneas. "Estos datos nos dicen que nuestras células madre son mucho más versátiles que las células iPS in vitro de Yamanaka, cuya potencialidad genera las distintas capas de un nuevo embrión, pero nunca tejidos que sustentan el desarrollo de un nuevo embrión, como la placenta", precisa Abad.
Implicaciones futuras
¿Qué supone este logro a nivel médico? "No sabemos si el haber conseguido células más primitivas, más versátiles, da lugar a nuevas propiedades médicas. Tenemos que estudiarlo. Si esto funcionara en humanos, se podría pensar en introducir, mediante un virus, genes en una zona e inducir la reprogramación localmente. Se inyectarían en una zona dañada, por ejemplo el corazón, para que se pueda regenerar el tejido. Pero para esto faltan muchos experimentos y muchos años, si todo va bien", afirma Serrano.Para saber si este avance se traduce en una aplicación médica, los investigadores ya se han planteado los siguientes experimentos. Por ejemplo, quieren ver si al activar estos factores de reprogramación de forma transitoria se ayuda a regenerar tejidos. Pero para eso tienen que saber cuánto tiempo se deben activar esos factores y comprobar si funcionan en distintos puntos de un ser vivo, para regenerar por ejemplo el corazón, el páncreas, etc. "También queremos reprogramar células humanas de la piel dentro de un ratón y ver cómo se comportan", adelanta el investigador, quien advierte que deberán pasar muchos años antes de poder llegar a realizar un ensayo clínico en humanos.
Sea como sea, el experimento ha sido valorado positivamente por otros investigadores. "Este es un sensacional estudio, y una nueva manera de hacer células pluripotentes diferentes a las que se han hecho hasta ahora", afirma Robert Lanza, director científico de Advanced Cell Technology (una compañía estadounidense pionera en esta área de investigación).
Para Juan Carlos Izpisúa, director del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona, "el grupo de Manuel Serrano demuestra por primera vez que es posible generar células más potentes que las iPSC obtenidas hasta ahora y que es de hecho posible reprogramar células adultas a un estadio 'totipotente'. El hecho de que se pueda inducir una reprogramación 'in vivo' implica que, en el futuro, estrategias similares puedan desarrollarse en humanos".
Por su parte, Takanori Takebe, uno de los investigadores involucrados en el desarrollo de un hígado a partir de células iPS, considera que este trabajo es interesante, por la identificación de células madre 'totipotentes' (que no son las células madre pluripotentes) mejorará la comprensión básica de la biología. No obstante, bien este equipo u otras personas tienen que realizar muchos experimentos para apoyar y confirmar su conclusión (para probar la naturaleza totipotente de las células).
"El trabajo de Manuel Serrano y su grupo representa la culminación de investigaciones iniciadas durante la decada de los 60 por Sir John Gurdon y, a su vez, abre una nueva etapa para la medicina, la búsqueda de estrategias que nos permitan regenerar órganos y tejidos de una forma similar a los procesos naturales", concluye Izpisúa.
.png)
No hay comentarios:
Publicar un comentario