Un acelerador para la reprogramación celular

Un equipo internacional de científicos ha descubierto un mecanismo por el cual la reprogramación de células adultas a células madre pluripotentes inducidas es mucho más rápida y eficiente. El descubrimiento permite que la reprogramación de células pase de un par de semanas a pocos días.

Colonias de células iPS obtenidas cuatro días después de la reprogramación con los factores de Yamanaka, después de haber expresado C/EBPa en linfocitos B durante 18 horas. / CRG

El año pasado, Shinya Yamanaka, junto a John Gurdon, fue galardonado con el premio Nobel de Medicina por su descubrimiento sobre la posibilidad de reprogramar células de tejidos a células madre pluripotentes inducidas (iPS). Estas células tienen un comportamiento parecido al de las células madre embrionarias pero con la particularidad que se pueden conseguir a partir de una célula adulta diferenciada.

El descubrimiento de Yamanaka ha sido absolutamente revelador y ofrece grandes posibilidades en la medicina regenerativa. El problema de este descubrimiento es que solo se pueden reprogramar un porcentaje de células muy reducidas y que el proceso de reprogramación lleva semanas dejando parte del éxito de la reprogramación al azar.

Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) en Barcelona ahora describen un novedoso mecanismo por el que las células adultas consiguen reprogramarse en células iPS de forma competente y en un periodo muy corto.

El trabajo presenta una descripción detallada del mecanismo de reprogramación de una célula sanguínea a iPS

“En nuestro grupo utilizábamos un factor de transcripción concreto (C/EBPα) para reprogramar células de la sangre en otro tipo de célula sanguínea (transdiferenciación). Ahora hemos visto que este factor también actúa como catalizador a la hora de reprogramar células adultas en iPS”, explica Thomas Graf, jefe de grupo en el CRG.

“El trabajo que acabamos de publicar presenta una descripción detallada del mecanismo de reprogramación de una célula sanguínea a iPS. Ahora entendemos la mecánica que utiliza la célula para que podamos reprogramarla y conseguir que vuelva a ser pluripotente de forma controlada, con éxito y en un periodo corto de tiempo”, añade Graf.

El secreto está en abrir la región que interesa

La información genética se encuentra compactada en el núcleo como una madeja de lana y, para acceder a los genes, debemos deshacer la madeja en la región que contiene la información que buscamos. Lo que consigue el factor C/EBPα es abrir temporalmente la región que contiene los genes responsables de la pluripotencia. De este modo, al iniciar el proceso de reprogramación, ya no hay lugar para el azar y los genes implicados están listos para ser activados y permitir la reprogramación en todas las células con éxito.

Los resultados aportan nuevas pistas para reprogramar células en humanos con éxito y avanzar en la medicina regenerativa y sus aplicaciones médicas

“Sabíamos que C/EBPα estaba relacionado con los procesos de transdiferenciación celular. Ahora conocemos cuál es su papel y por qué sirve de catalizador en la reprogramación”, comenta Bruno Di Stefano, estudiante de doctorado en el laboratorio de Thomas Graf y primer autor del trabajo.

“Siguiendo el proceso que describió Yamanaka, la reprogramación tardaba semanas, tenía una tasa de éxito muy pequeña y, además, acumulaba mutaciones y errores. Si incorporamos el factor C/EBPα, el mismo proceso se lleva a cabo en pocos días, con una tasa de éxito muy superior y con menos posibilidad de errores”, afirma Di Stefano.

Hacia la medicina regenerativa

El descubrimiento de los científicos del CRG permite conocer a fondo los mecanismos moleculares sobre cómo se forman las células madre y, por tanto, es de gran interés en los primeros estadios de la vida, durante el desarrollo embrionario. Al mismo tiempo, el trabajo aporta nuevas pistas para poder reprogramar células en humanos con éxito y avanzar en la medicina regenerativa y sus aplicaciones médicas.

Referencia bibliográfica:

Bruno Di Stefano, Jose Luís Sardina, Chris van Oevelen, Samuel Collombet, Eric M. Kallin, Guillermo P. Vicent, Jun Lu, Denis Thieffry, Miguel Beato and Thomas Graf. 'C/EBPα poises B cells for rapid reprogramming into iPS cells'. Nature. Online advanced 15 Dec 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.1038/nature12885.