Científicos convierten células de la piel en células madre


En un principio científico, los investigadores de Institutos Gladstone convirtieron las células de la piel de ratones en células madre mediante la activación de un gen específico en las células, utilizando una impresionante tecnología conocida como CRISPR. El enfoque innovador ofrece una técnica potencialmente más simple para producir el tipo de célula valiosa y proporciona información importante sobre el proceso de reprogramación celular.

"Esta es una nueva forma de crear células madre pluripotentes inducidas que es fundamentalmente diferente de cómo se creaban antes", dijo el autor Sheng Ding, investigador principal de Gladstone. "Al comienzo del estudio, no pensamos que esto funcionaría, pero queríamos al menos tratar de responder a la pregunta: ¿puedes reprogramar una célula simplemente desbloqueando una ubicación específica del genoma? Y la respuesta es sí. "

Las células madre pluripotentes se pueden convertir, virtualmente, en cualquier tipo de célula en el cuerpo. Como resultado, son un recurso terapéutico clave para las afecciones actualmente incurables, como la insuficiencia cardíaca, la enfermedad de Parkinson y la ceguera. También proporcionan excelentes modelos para estudiar enfermedades y herramientas importantes para probar nuevos medicamentos en células humanas.

En 2006, el investigador principal de Gladstone, Shinya Yamanaka, descubrió que podía fabricar células madre, llamadas células madre pluripotentes inducidas (iPSCs), al tratar células cutáneas normales con cuatro proteínas clave. Estas proteínas, llamadas factores de transcripción, funcionan cambiando los genes que se expresan en la célula, desactivando los genes asociados con las células de la piel y activando los genes asociados con las células madre.

Sobre la base de este trabajo, Ding y otros previamente crearon iPSCs, no con factores de transcripción, sino agregando un cóctel de productos químicos a las células. El último estudio, publicado en Cell Stem Cell, ofrece una tercera forma de convertir las células de la piel en células madre mediante la manipulación directa del genoma de las células mediante técnicas de regulación de genes CRISPR.

"Tener diferentes opciones para hacer iPSCs será útil cuando los científicos encuentren desafíos o dificultades con un enfoque científico determinado", dijo Ding, quien también es profesor de química farmacéutica en la Universidad de California en San Francisco. "Nuestro enfoque podría conducir a un método más simple para crear iPSCs o podría usarse para reprogramar directamente las células de la piel en otros tipos de células, como las células del corazón o las células cerebrales".


CRISPR es una poderosa herramienta que puede manipular con precisión el genoma al dirigirse a una secuencia única del ADN. Esa secuencia de ADN se elimina o reemplaza permanentemente, o se enciende o apaga temporalmente.

El equipo de Ding seleccionó dos genes que sólo se expresan en células madre, y se sabe que son parte integral de la pluripotencia: Sox2 y Oct4. Al igual que los factores de transcripción, estos genes activan otros genes de células madre y desactivan los asociados con diferentes tipos de células.

Los investigadores descubrieron que con CRISPR, podían activar Sox2 u Oct4 para reprogramar las células. De hecho, mostraron que atacar una única ubicación en el genoma fue suficiente para desencadenar una reacción en cadena totalmente natural que condujo a la reprogramación de la célula en un iPSC.

Para la comparación, cuatro factores de transcripción se utilizan de forma general para crear iPSCs utilizando el método original. Además, un factor de transcripción, por lo regular, apunta a miles de ubicaciones genómicas en la célula y cambia la expresión genética en cada ubicación.

"El hecho de que la modulación en un sitio determinado sea suficiente es muy sorprendente", dijo Ding. "Ahora, queremos entender cómo este proceso completo se extiende desde una sola ubicación a todo el genoma".

Referencia del documento científico:
Peng Liu et al. La remodelación de cromatina basada en CRISPR del locus endógeno Oct4 o Sox2 permite reprogramar la pluripotencia. Cell Stem Cell, Volumen 22, Número 2, 1 de febrero de 2018, páginas 252-261.e4: DOI: 10.1016 / j.stem.2017.12.001

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