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Desvelando el control de la inmortalidad de las células madre

Área: Genética — Miércoles, 21 de Junio de 2006
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Células madre de ratón.
Las células madre embrionarias difieren de cualquier otra del organismo. No están especializadas y pueden dividirse sin fin en una suerte de “inmortalidad”. Tarde o temprano, a lo largo del desarrollo embrionario, se van especializando en los diversos tipos de células del organismo, y a partir de ese momento el número de veces que pueden dividirse las células especializadas es limitado.
Ahora dos nuevas investigaciones desvelan algunas de las claves genéticas que dotan a las células madre de esa inmortalidad. Estos trabajos recientes afirman que sería posible conseguir el “elixir de la eterna juventud” en células: un cóctel de proteínas que convierta células adultas en células madre embrionarias capaces de multiplicarse indefinidamente y de reemplazar, llegado el caso y una vez especializadas, las células de los diversos tejidos humanos que estén en malas condiciones. 
Si esto fuera posible no sería necesario crear embriones humanos para después destruirlos en busca de células madre, bastaría con extraer células normales y reprogramarlas para que sean células madre. Una vez obtenidas dichas células madre se podrían obtener después todo tipo de células para el tratamiento de regenerativo.
Hace unos años la idea de reprogramación celular sonaba ridícula porque no se tenía ni idea de cómo conseguirlo, pero ahora parece que se pueda alcanzar esta meta algún día.
En el proceso de clonación por transferencia nuclear se introduce un núcleo procedente de una célula normal en un óvulo cuyo propio núcleo ha sido eliminado, de algún modo el material genético de la célula foránea es reprogramado y se desarrolla un embrión. Este es el método con el cual se clonó Dolly y los demás animales clonados desde entonces. Ahora sabemos además que las células pueden reprogramarse cuando se funden con células madre embrionarias. Parece que hay algo especial tanto en los óvulos como en las células madre que produce ese cambio.
Todo esto nos dice por tanto que la programación existe, y los biólogos han estado buscando estas proteínas que controlan la reprogramación durante los últimos tiempos. Recientemente se han publicado dos trabajos al respecto.
Austin Smith de Edinburgh University y sus colaboradores han mostrado que un elemento importante en este proceso es una proteína que controla otros genes llamada Nanog, que está activada cuando el embrión es muy pequeño. Manipularon células embrionarias de ratón que fabrican cuatro veces más Nanog de lo usual, luego las juntaban con células especializadas del sistema nervioso de ratón. El híbrido obtenido se transformaba en células madre embrionarias (CME) doscientas veces más eficientemente de lo normal, en un resultado que califican de espectacular.
Nanog es al parecer vital a la hora de transformar otras células en CME, pero esta proteína no es suficiente por sí sola. Otras proteínas son también transferidas durante la fusión.
Por otro lado Ihor Lemischka de Princeton University y sus colaboradores han usado una clase especial de ARN denominado shRNA (short hairpin RNA) para activar o desactivar secuencialmente ciertos genes dentro de las células madre embrionarias de ratón. Este ARN, introducido por un virus, permitió a los investigadores determinar qué genes contribuían a la diferenciación celular. Concentrándose sobre 70 genes que producen factores de trascripción, que son proteínas que controlan la expresión de otros genes, encontraron 10 candidatos.
Entonces obtuvieron versiones por ingeniería genética de estos 10 genes que podían ser activados o desactivados en la presencia de doxiciclina para así descubrir sus efectos específicos. Siete de ellos demostraron ser potentes reguladores de la habilidad que tienen las células madre de dividirse y renovarse a sí mismas si fin. Sin esos genes (o inactivándolos como en el proceso normal), y por tanto sin las proteínas que expresan, las células madre terminan rápidamente en células especializadas y pierden el estatus de pluripotentes.
Según Lemischka esto es sólo la punta del iceberg pues sólo han descubierto una parte de estos genes. Este equipo de investigadores planea seguir con la búsqueda de estos genes en células cultivadas tanto de ratones como de humanos.
Estas investigaciones nos dan la esperanza de que un día se pueda controlar la renovación y el desarrollo de células madre en células especializadas, y representan el principio de poder empezar a desarrollar modos de manipular estas células hacia un fin específico.
Tanto Nanog como otras proteínas parecen por tanto evitar que las CME terminen siendo células especializadas de tejidos normales. Los investigadores sospechan que estas proteínas y otras más trabajan juntas para reprogramar las células adultas especializadas y así transformarlas en CME. El desafío es ahora identificar el resto de las proteínas implicadas en este proceso para así obtener la “receta mágica”.
Referencias:
Ivanonva N., et al. Nature, doi:10.1038/nature04915 (2006).
Silva J., et al. Nature, doi:10.1038/nature04914 (2006).

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Thalia