Un enfoque más versátil para la creación de células madre descubrimientos

Abril 5, 2016 Admin Salud 0 10
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Ahora, en la edición de esta semana de la revista Cell Stem Cell, el Salk Institute Izpisúa Juan Carlos Belmonte y sus colegas muestran que la receta para iPSCs es mucho más versátil que se pensaba originalmente. Por primera vez, han sustituido a un gen considerado imposible de reemplazar, creando el potencial para las recetas más flexibles que debería acelerar la adopción de terapias con células madre.

Las células madre son de dos tipos: células madre embrionarias (HSC), que son células inmaduras que tienen nunca en tipos específicos de células, y las células madre pluripotentes inducidas, que son las células maduras que han sido reprogramadas de nuevo a un estado indiferenciado . Tras el descubrimiento inicial en 2006 por Yamanaka que la introducción de cuatro genes diferentes en una célula madura puede ser suficiente para la reprogramación de la pluripotencia de células, la mayoría de los investigadores ha adoptado su receta.




Izpisúa Belmonte y sus colegas han tomado un enfoque nuevo y se encontró que la pluripotencia (la capacidad de las células madre de diferenciarse en casi cualquier tipo de célula adulta) también se puede lograr a través del equilibrio de los genes necesarios para la diferenciación. Estos genes codifican "factores de transcripción linaje", proteínas que comienzan una célula madre para diferenciar lo largo de la primera trayectoria en una línea celular particular, o tipo, tal como una célula de sangre contra una célula de la piel, y luego finalmente en una celda específica, tales como las células blancas de la sangre.

"Antes de esta serie de experimentos, la mayoría de los investigadores en el campo partían de la premisa de que estaban tratando de imponer un estado similar al embrionario 'en células maduras", dice Izpisúa Belmonte, que sostiene el presidente Roger Guillemin del Instituto. "Por lo tanto, grandes esfuerzos se habían centrado en la identificación de los factores que son típicos de las células madre embrionarias naturales, lo que permitiría la reprogramación o mejorar aún más."

Por primera vez, el laboratorio Belmonte ha reemplazado OCT4, un gen previamente pensó esencial para la reprogramación de células humanas en células embrionarias similares.

A pesar de estos esfuerzos, no parecía haber ninguna manera de determinar, a través de la identidad genética por sí sola que las células eran pluripotentes. En cambio, fue pluripotencia evaluado rutinariamente por las pruebas funcionales. En otras palabras, si se comporta como una célula madre, debe ser una célula madre.

Esta condición llevó al equipo a su visión fundamental. "Pluripotencia no parece representar una discreta móvil entidad, sino más bien un estado funcional causado por un equilibrio entre fuerzas opuestas de la diferenciación", dice Izpisúa Belmonte.

Una vez que entienda esto, se dieron cuenta de los cuatro genes adicionales no eran necesarias para la pluripotencia. En su lugar, se podría lograr mediante la alteración del equilibrio de los "prescriptores linaje," los genes que ya estaban en la celda que especifica el tipo de célula de tejido adulto podría llegar a ser.

"Una implicación de nuestros resultados es que la identidad de las células madre es en realidad no es fijo, sino más bien un equilibrio que puede lograrse mediante diferentes combinaciones de factores que no son necesariamente típico de la CES", dice Ignacio Sancho-Martínez , uno de los primeros autores del trabajo e investigador postdoctoral en el laboratorio de Izpisúa Belmonte.

El grupo fue capaz de demostrar que más de siete genes adicionales pueden facilitar la reprogramación de células iPS. Más importante aún, por primera vez en las células humanas, fueron capaces de reemplazar un gen de la receta original denominado Oct4, que había sido reemplazado en células de ratón, pero aún así se ha considerado necesario la reprogramación de las células humanas. Su capacidad para reemplazarlo y Sox2, se pensó esencial otro gen que nunca había sido sustituido en combinación con Oct4, demostraron que el desarrollo de células madre debe ser vista en una forma completamente nueva.

"Es sido asume generalmente que el desarrollo ha dado lugar a células específicas/tejido por 'abrir' ciertos puertos de diferenciación", dice Emmanuel Nivet, investigador postdoctoral en el laboratorio de autor y co-primera del papel Izpisúa Belmonte, junto Sancho-Martínez y Nuria Montserrat, del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona, ​​España.

En cambio, el éxito de reemplazo tanto Oct4 y Sox2 muestra lo contrario. "Pluripotencia es como una habitación con todas las puertas abiertas, donde la diferenciación se logra mediante los puertos 'cierre'", dice Nivet. "Por el contrario, la reprogramación de la pluripotencia se logra mediante la apertura de puertas."

El equipo cree que su trabajo debería ayudar a resolver uno de los principales obstáculos para la adopción generalizada de terapias con células madre: las primeras cuatro genes utilizados para reprogramar las células madre se han implicado en el cáncer. "Estudios recientes en el cáncer, muchos de ellos realizados por mis colegas Salk mostraron similitudes moleculares entre la proliferación de las células madre y las células cancerosas, lo que no es sorprendente que los oncogenes [genes relacionados con el cáncer] serían parte de la receta de IPSC," dice Izpisúa Belmonte.

Con este nuevo método, que permite una receta de su cuenta, el equipo espera impulsar la investigación terapéutica. "Ya hemos demostrado que es posible reemplazar los genes que se consideran esenciales para la reprogramación con varios genes diferentes que no han sido previamente implicadas en la tumorigénesis, es nuestra esperanza que este estudio de investigación IPSC traducir más rápidamente en la clínica", dice Belmonte Izpisúa .

Otros investigadores en el estudio eran Tomoaki Hishida, Sachin Kumar, Yuriko Hishida, Yun Xia y Concepción Rodríguez Esteban, del Instituto Salk; Laia Miquel Carme Cortina y el Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona, ​​España.

El trabajo fue apoyado por la Leona M. y Harry B. Helmsley Charitable Trust, la Fundación FM Kirby, el G. Harold y Fundación Caritativa Leila Y. Mathers, Fundación Nomis, Fundación Cellex, el Ministerio de Economía y Competitividad (Mineco), TERCEL -ISCIII- Mineco y Cardiocel.

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