Hallan factores que frenan la producción de células madre

El factor CAF-1 permite una producción más rápida y eficiente de células madre de pluripotencialidad inducida (iPS).

Europa Press. Madrid | 10/12/2015 11:34

Un equipo austro-estadounidense ha aportado nueva información para una producción más efectiva de células madre: ha descubierto unos factores que dificultan la creación de células madre pluripotentes y cómo manejarlos para una generación más rápida de dichas células.

Aunque las células madre de pluripotencialidad inducida (iPS) son un poderoso recurso para la investigación biomédica y la ingeniería de tejidos, su producción implica normalmente protocolos lentos e ineficientes, lo que sigue siendo una de las principales limitaciones de esta tecnología.

Como posible solución a este problema, los investigadores han pensado desde hace tiempo en la existencia de factores que impiden la conversión de tejido normal en células madre pluripotentes, pero hasta ahora se sabe poco acerca de los elementos precisos que provocan estos obstáculos y su mecanismo de acción.

Científicos del Biocentro de Viena (VBC), en Austria, y la Universidad de Harvard, en Estados Unidos, han empleado métodos de cribado genético de nuevo desarrollo. A principios de 2014 se formó un equipo de investigación para intentar identificar esos factores que actúan como barrera, como se describe en el estudio que se acaba de publicar en Nature.

Memoria celularEl equipo se centró en los reguladores de cromatina, los genes que controlan el embalaje y los marcadores de ADN, que son conocidos por ser la base de la memoria epigenética de una célula. "Las células tienen un cierto nivel de memoria", señala Johannes Zuber, del Instituto de Investigación en Patología Molecular (IMP), en Viena."Por ejemplo, una célula de la piel sabe que es una célula de la piel, incluso después de que se hayan introducido factores de Yamanaka[los genes que hay que añadir para inducir la diferenciación]. Queríamos saber qué factores de la cromatina estabilizan esta memoria y qué mecanismo evita que las células iPS se formen".

Para responder a esta pregunta, el equipo estableció una biblioteca genética centrándose en 615 reguladores de cromatina conocidos y diseñó un método de detección que permitió poner a prueba cada uno de estos factores.

Entre 615 genes, cuatro factores destacaban claramente y, de ellos, sólo uno había sido previamente descrito. Los nuevos son CHAF1A y chaf1b, formadores del complejo CAF-1 (factor 1 de ensamblaje de la cromatina) y UBE2I (conjugación de la ubicuitina de la enzima E2I).

Cuando los expertos probaron a fondo estos genes, los efectos fueron impresionantes: aunque la inhibición de los genes que actúan como barrera aumenta la reprogramación de iPS de tres a cuatro veces, eliminar CAF-1 o UBE2I hizo este proceso de 50 a 200 veces más eficiente. En ausencia de CAF-1, la reprogramación resultó ser mucho más rápida: mientras que el proceso tarda normalmente alrededor de nueve días, los investigadores en Viena podían detectar las primeras células iPS ya después de cuatro días.

"El complejo CAF-1 asegura que durante la replicación del ADN y la división celular las células hijas mantienen su memoria epigenética, que está codificada en las histonas alrededor de las que se enrolla el ADN -explica Ulrich Elling, del Instituto de Biología Molecular (IMBA), en Viena-. Cuando bloqueamos CAF-1, las células hijas no lograron envolver su ADN de la misma manera, perdiendo esta información y convirtiéndose en hojas de papel en blanco. En este estado, responden con mayor sensibilidad a las señales desde el exterior, lo que significa que podemos manipularlas mucho más fácilmente".

En la búsqueda de CAF-1, los investigadores identificaron un complejo que permite borrar la memoria celular y volver a escribirla, un avance muy esperado para la investigación con células madre. En su estudio, el equipo demostró que la supresión de CAF-1 vuelve la producción lenta e ineficiente de las células iPS en un método sencillo.

Pero la importancia de este descubrimiento probablemente va más allá. Los autores especulan con que CAF-1 puede proporcionar una clave general para facilitar la reprogramación de células en escenarios como el daño tisular y distintas enfermedades. Otro de los investigadores, Josef Penninger, también del IMBA, explica: "Con esta idea, tenemos una clave universal en nuestras manos que nos permitirá modelar las células a voluntad".