Calendario

Septiembre 2013
L M X J V S D
« Jun   Oct »
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30  

Reprogramación celular “in vivo”. Un nuevo avance hacia la medicina regenerativa

Un trabajo realizado íntegramente por investigadores del CNIO y que ha sido dirigido por Manuel Serrano, ha conseguido, reprogramar células adultas de un ratón y generar células madre pluripotentes inducidas (células iPS) in vivo.

El trabajo, que ha sido publicado el día 11 de septiembre en la revista Nature, concluye que la reprogramación celular in vivo es posible y confiere a las células propiedades de totipotencialidad que no se encuentran ni en las células iPS conseguidas hasta ahora in vitro, ni en las células madre embrionarias (células ES). Los autores consideran que este descubrimiento puede ser relevante para la aplicación de la reprogramación celular en la medicina regenerativa.

Como ya recogía hace unos meses en otra entrada de este blog, existe un enorme interés científico y clínico por desarrollar procedimientos que permitan obtener células reprogramables totipotenciales, es decir, células madre o stem cells humanas.

De forma general, las células madre se caracterizan por mantener intacta su capacidad de dividirse (produciendo más células madre) y su capacidad de diferenciarse hacia células especializadas. El ejemplo ilustrativo de una célula madre totipotencial es el de las células de un embrión temprano, capaces de dividirse multitud de veces y de generar todos los tipos celulares de un organismo: las 3 capas celulares embrionarias (el ectodermo, que dará lugar a la epidermis, el sistema nervioso, etc, el endodermo, que se diferenciará hacia sistema digestivo, etc, y el mesodermo, origen de músculos, huesos, dermis, etc), además del trofoblasto, que originará los tejidos extraembrionarios (como placenta, corion, etc).

Aunque existen células madre con diferente grado de potencialidad en cuanto a su capacidad de diferenciación celular, las células madre totipotenciales son las más atractivas por sus enormes posibilidades en la terapia regenerativa.

Las investigaciones que actualmente se están llevando a cabo para desarrollar procedimientos que permitan obtener  células madre totipotenciales, se desarrollan en dos ámbitos:

1.- Obtención de células madre a partir de embriones (células madre embrionarias o células ES)

2.- Inducción de la desprogramación de células adultas diferenciadas (células iPS)

El trabajo realizado por el grupo de Manuel Serrano, tiene relación con esta última aproximación.

Hasta ahora sólo se habían conseguido células iPS in vitro, gracias al procedimiento desarrollado por  Shinya Yamanaka en el 2006. El procedimiento de Yamanaka fue tan extraordinario que mereció el premio Premio Nobel de Fisiología y Medicina del año pasado (2012). Básicamente, el método consiste en introducir 4 genes determinados (los genes Oct4, Sox2, c-Myc y Klf4) en células adultas en cultivo (en su caso, fibroblastos). Las células iPS que así se obtienen producen tumores propios de las tres capas de células que forman los embriones; sin embargo, no se detectan células equivalentes a las extrambrionarias o del trofoblasto, indicando que tienen pluripotencialidad celular pero no totipotencialidad.

El trabajo del grupo del CNIO, ha ido un paso más allá: han aplicado la metodología de Yamanaka pero en ratones  completos (reprogramación in vivo). Para ello, los autores del trabajo han creado 4 líneas de ratones transgénicos. Las cuatro líneas contienen los mismos genes añadidos, pero sólo dos de ellas mostraron un control adecuado de la expresión de esos genes adicionales (las líneas que han denominado i4F-A e i4FB).

¿Qué genes han añadido a esos ratones transgénicos? Han sido varios, aunque la inclusión se ha realizado utilizando sólo 2 casetes: uno de ellos incluye las secuencias de los cuatro genes necesarios para la reprogramación celular (los genes Oct4, Sox2, c-Myc y Klf4); el otro casete contiene un gen cuya función es controlar la expresión de los 4 genes anteriores (el gen rtTA). En el control de la expresión de los 4 genes responsables de la reprogramación interviene, además, un elemento externo: un producto químico llamado doxiciclina (Dox), de forma que los genes de interés se expresan sólo si, además de expresarse el gen rtTA, se añade DOX al sistema (ver la figura de abajo).

Sistema “tet-On” para el control de la expresión de genes: el factor rtTA se activa en presencia de Dox, lo cual permite la expresión de los genes de interés

El grupo del CNIO ha activado la expresión de esos 4 genes de reprogramación añadiendo Dox al agua de la bebida de los ratones (una baja concentración durante 1-2,5 semanas). Los resultados iniciales han sido muy informativos: una elevada proporción de los ratones i4F-A e i4FB que bebían agua con Dox, morían por la presencia de masas tumorales en diferentes órganos, mientras que los ratones que bebían agua sin Dox  permanecían sanos.

Además han observado que  la mayoría los tumores que presentan son del tipo denominado “teratomas”, un tipo de tumor que se origina a partir de células pluripotenciales y que presenta células propias de las tres capas embrionarias. Además, los teratomas aparecían en múltiples tejidos y órganos, indicando que la reprogramación se había producido en múltiples tipos celulares. Es más, cuando los autores recuperan células iPS circulantes por el torrente sanguíneo de los ratones reprogramados in vivo, comprueban que esas células iPS circulantes expresan marcadores propios de células pluripotenciales.

Para conocer más detalles sobre las células iPS obtenidas  mediante este procedimiento, los autores han comparado los niveles de expresión del conjunto de genes de 6 tipos de iPS in vivo  (n= 6 casos), con los de 5 tipos de células iPS obtenidas in vitro y con los de 3 tipos de ES. Los resultados de estas comparaciones  indican que los niveles de expresión de genes que se sabe están implicados en la pluripotencialidad son más semejantes entre las células iPS obtenidas in vivo y las células ES, que entre las células ES y las células iPS obtenidas in vitro, sugiriendo que el método desarrollado por los investigadores del CNIO permite obtener células madre más similares a las embrionarias que el método in vitro desarrollado por Yamanaka.

Los autores indican además que, a diferencia de lo que sucede con las células embrionarias ES y con las células iPS obtenidas in vitro, la reprogramación in vivo confiere un estado de pluripotencialidad que permite también generar células del trofoblasto. No es extraño, por tanto, que el título del trabajo  indique justamente que la reprogramación in vivo produce células iPS con características de totipotencialidad, un resultado espectacular que probablemente no estaba previsto.

Referencia:

Abad M, Mosteiro L, Pantoja C, Cañamero M, Rayon T, Ors I, Graña O, Megías D, Domínguez O, Martínez D, Manzanares M, Ortega S, Serrano M. Reprogramming in vivo produces teratomas and iPS cells with totipotency features. Nature. 2013 Sep 11.

La noticia en el periódico El País
La noticia en el blog Materia
La noticia en la revista The Scientist

 

2 comentarios a Reprogramación celular “in vivo”. Un nuevo avance hacia la medicina regenerativa

Deje una respuesta

 

 

 

Puedes utilizar estos tags HTML

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>