Investigadores del Centro Médico Langone de la Universidad de Nueva York (NYU) han encontrado una forma de aumentar drásticamente la eficiencia del proceso para convertir células adultas en las llamadas células madre pluripotentes a través de la combinación de tres compuestos bien conocidos, entre los que se encuentra la vitamina C.
“Este gran impulso de la eficacia nos da ahora la oportunidad de estudiar los mecanismos de programación de células madre en alta resolución”, dice el director de la investigación, Matthias Stadtfeld, profesor asistente de Biología Celular y miembro del Instituto Skirball de Medicina Biomolecular y del Centro de Biología de Células Madre Helen L. y Martin S. Kimmel del Centro Médico Langone de la NYU.
El uso de la nueva técnica en ratones permitió incrementar el número de células madre obtenidas a partir de células adultas de la piel en más de 20 veces en comparación con el método estándar. Los autores de este logro dicen que su método es eficaz y fiable y por lo tanto debería acelerar la investigación dirigida a la utilización de células madre para generar casi cualquier tejido.
El estudio, publicado la semana pasada en la edición digital de ‘Stem Cell Reports’, muestra como Stadtfeld y su equipo de laboratorio apostaron por un enfoque menos invasivo para la investigación de compuestos químicos que modulan de forma transitoria las enzimas que están presentes en la mayoría de las células. “En especial, queríamos saber si estos compuestos podrían combinarse para obtener células madre con alta eficiencia”, explica el principal investigador.
Dos de estos compuestos influyen en vías de señalización bien conocidas, llamadas Wnt y TGF-beta, que regulan múltiples procesos relacionados con el crecimiento en las células. El tercero sería la vitamina C (ácido ascórbico), bien conocida como un poderoso antioxidante y que fue descubierta recientemente para ayudar en la inducción de células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) mediante la activación de enzimas que remodelan la cromatina, el andamio espiral del ADN para regular la expresión génica.
“Se trata de un avance muy emocionante”, y es que así lo destaca Ruth Lehmann, directora del Centro Kimmel para Biología de Células Madre y del Instituto Skirball de la NYU, y presidenta del Departamento de Biología Celular. “La nueva tecnología desarrollada por el laboratorio de Stadtfeld para reprogramar células diferenciadas de manera eficiente y efectiva avanza en la perspectiva de usar de forma segura la tecnología de células madre en la medicina regenerativa”.
Nuevo técnica descubierta vs método estándar
Esta nueva técnica descubierta por investigadores del Centro Médico Langone de la Universidad de Nueva York, en la comunidad científica puede considerarse como una seria alternativa al método estándar para la reprogramación de células de la piel, la sangre u otros tipos de células específicas de tejido en células madre pluripotentes inducidas (iPSCs).
El método estándar fue conseguido en 2006 por el laboratorio de Shinya Yamanaka en la Universidad de Kioto (Japón). El sistema, por el que se le concedió el Premio Nobel, implica la expresión artificial de cuatro genes clave: Oct4, Klf4, Sox2 y myc. Bautizados con las siglas OKSM, su actividad colectiva genera lentamente células en estado inmaduro que se asemeja al de una célula embrionaria temprana.
En principio, se podía tomar una muestra de células de una persona, inducir a las células a convertirse en iPSCs y luego multiplicar las iPSCs en un plato de laboratorio y estimularlas para madurar hacia los tipos de células adultas deseadas, como de la sangre, el cerebro o el corazón, que luego podrían usarse para reemplazar el tejido lesionado o enfermo en el mismo individuo.
Sin embargo presenta muchos obstáculos técnicos, entre los que se encuentra la baja eficiencia de los protocolos que se utilizan en la actualidad, de tal forma que la conversión de la mayoría de los tipos de células en iPSCs estables se produce a velocidades de un 1% o menos, lo que incide en una ralentización del proceso, y es que se puede prolongar durante semanas.
Con la nueva técnica de Stadtfeld, la vitamina C y los dos compuestos empleados para manipular las vías Wnt y TGF-beta tienen pocos efectos desconocidos y peligrosos según los investigadores. Usar los genes OKSM junto a estos tres compuestos permitió en menos de una semana una eficiencia de casi el 100%.
Al aplicar ingenería genética a fibroblastos de piel de ratón, que es el tipo de célula más común en la investigación de iPSC para que expresaran OKSM, bien con vitamina C, un compuesto para activar la señalización de Wnt o un compuesto para inhibir la señalización de TGF-beta, se aumentó débilmente la eficiencia de la inducción de iPSC a aproximadamente un 1% después de una semana de cultivo celular. La combinación de los dos funcionó un poco mejor y la unión de los tres llevó a una eficiencia de alrededor del 80% en el mismo periodo de tiempo. Por el contario, el uso de los genes OSKM del método estándar única y exclusivamente provoca en algunos casos características no deseadas en iPSC, como defectos de desarrollo.
..Emilio Ramírez
