Avance tecnológico para generar células madre a partir de células adultas humanas

Este hallazgo, que se publica esta semana en la revista Cell Stem Cell, el equipo de Izpisúa demuestra que la receta para obtener células iPS

INNOVAticias.

Científicos del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMRB) y del Salk Institute de California (EE UU), liderados por Juan Carlos Izpisúa Belmonte, han descubierto un nuevo método que facilita el proceso de obtención de células madre a partir de células adultas humanas.

Este hallazgo, que se publica esta semana en la revista Cell Stem Cell, el equipo de Izpisúa demuestra que la receta para obtener células iPS es mucho más versátil de lo que se creía. De hecho, los autores han reemplazado por primera vez un gen que se creía imposible de sustituir, lo que facilitará el proceso de obtención de células madre por métodos más seguros que potencialmente se podrán trasladar a la práctica clínica.

Las células madre son el elemento clave para que la medicina regenerativa se convierta en una realidad en los hospitales. Son células que poseen la capacidad de diferenciarse en cualquier tipo de célula del organismo, capacidad a la que los científicos se refieren con el nombre de pluripotencia.

Hay dos tipos de células madre pluripotentes: las células madre embrionarias, que son células inmaduras que nunca se han diferenciado a un tipo celular específico, y las células madre de pluripotencia inducida (iPS, de sus siglas en inglés), que son células adultas a las que se les ha reprogramado su reloj biológico para volver a un estado indiferenciado.

Las células iPS ofrecen dos ventajas muy importantes: se pueden crear a partir de células del mismo paciente, evitando así el rechazo immunológico, y no implican la destrucción de embriones sobrantes de tratamientos de fecundación in vitro. Hasta la fecha se creía que solo se podían producir células iPS utilizando una fórmula muy estricta que no permitía ninguna variación, limitando así su potencial para la aplicación terapéutica.

Obtención de células madre

En el año 2006, el equipo investigador japonés dirigido por Shinya Yamanaka descubrió un método para obtener células madre pluripotentes a partir de células diferenciadas adultas de ratón, que se denominaron células iPS. En 2007, el mismo grupo obtuvo con el mismo método células iPS a partir de células humanas. Este descubrimiento mereció a Yamanaka el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 2012.

El método del grupo japonés consiste en introducir en las células cuatro factores de transcripción que se han conocido desde entonces como ‘factores Yamanaka’ o ‘factores de pluripotencia’. Los científicos han utilizado con éxito esta receta para transformar, en el laboratorio, células procedentes de la sangre, la piel y de otros tejidos en células pluripotentes que pueden dar lugar a células de cualquier órgano del cuerpo.

Aunque las células iPS serían teóricamente muy útiles en medicina regenerativa, la metodología utilizada para generarlas conlleva muchos problemas asociados, por ejemplo, dos de los factores utilizados en la receta son oncogenes (genes que inducen la formación de tumores), por lo que aún está lejos su utilización en pacientes.

Un nuevo camino para crear células madre

Ahora, los expertos han dado un enfoque totalmente nuevo a esta línea de investigación y han descubierto que se puede lograr la pluripotencia mediante un fino balance de genes necesarios para la diferenciación celular, es decir, genes que instruyen a las células para especializarse en líneas particulares, como pueden ser células de la piel o de la sangre.

Antes de estos experimentos, la mayoría de investigadores en este campo intentaba sustituir los factores clásicos de reprogramación por otros que se presentaran de manera natural en las células madre embrionarias.

El equipo de Izpisúa se aproximó al problema de una manera innovadora. “La pluripotencia parece que no representa una identidad celular particular, sino un estado funcional mantenido por un balance de fuerzas diferenciadoras opuestas”, explica.

Así, los investigadores se dieron cuenta de que los cuatro ‘factores Yamanaka’ no eran necesarios, ya que la pluripotencia se podía lograr alterando el balance de genes presentes en las células adultas y que intervienen en la especificación del linaje celular.

“En nuestro trabajo hemos identificado nuevos genes, no descritos anteriormente como inductores de la reprogramación ni típicos de células madre, que permiten reprogramar las células somáticas a un estado de pluripotencia. Este hallazgo podría conducir al diseño de protocolos de reprogramación más seguros y reducir el riesgo de transformación oncogénica”, aclara el experto.

Metodologías más seguras

Los autores han demostrado que más de siete genes adicionales son capaces de participar en el proceso de reprogramación de fibroblastos humanos a células iPS, y lo más importante: han demostrado por primera vez que todos los ‘factores Yamanaka’ pueden ser sustituidos.

“Hasta la fecha se había pensado que el factor de transcripción OCT4 era indispensable para poder transformar células adultas humanas en células iPS”, explica Núria Montserrat, investigadora del CMRB y primera autora del estudio.

El hecho de que un factor como OCT4, previamente considerado característico de células madre, pueda ser sustituido conlleva la posibilidad de que las células madre generadas de esta manera sean fundamentalmente distintas a las obtenidas por otras metodologías, lo que para los investigadores podría traducirse en un mejor comportamiento en términos de seguridad o funcionalidad.

“Nuestros hallazgos ofrecen la posibilidad de identificar en un futuro inmediato pequeñas moléculas (fármacos) capaces de reemplazar OCT4 en el proceso de la reprogramación celular. De esta manera podríamos evitar el uso de metodologías empleadas hasta la fecha, que dificultan el uso de las células reprogramadas en terapias de sustitución celular. Así pues, el uso de fármacos podría suponer la generación de células iPS mediante estrategias seguras aptas para su traslación a la clínica”, concluye Montserrat.

Referencia bibliográfica:

Núria Montserrat, Emmanuel Nivet, Ignacio Sancho-Martínez, Tomoaki Hishida, Sachin Kumar, Laia Miquel, Carme Cortina, Yuriko Hishida, Yun Xia, Concepción Rodríguez Esteban, Juan Carlos Izpisúa Belmonte. “Reprogramming human fibroblasts to pluripotency with lineage specifiers”. Cell Stem Cell