Convierten directamente células adultas de la piel en células del corazón

Los científicos del Instituto de Investigación Scripps han convertido células adultas de la piel directamente en las células del corazón. Directamente porque de manera eficiente no tienen que pasar primero por el laborioso proceso de generación de las células madre similares a las embrionarias. Esta  potente plataforma tecnológica podría conducir a nuevos tratamientos para una gama de enfermedades y lesiones relacionadas con la pérdida de las células o daños, tales como enfermedades cardíaca, enfermedad de Parkinson y la enfermedad del Alzheimer.

El trabajo, que fue publicado el 30 de enero 2011 en la revista Nature Cell Biology representa un nuevo paradigma en la reprogramación de células madre y se espera que ayuda a superar la mayor seguridad y otros obstáculos técnicos que actualmente están asociados con algunos tipos de terapias con células madre.

Cuando el cuerpo humano se desarrolla, las células madre embrionarias se multiplican y se transforman en más tipos de células maduras a través de un proceso conocido como diferenciación, es decir, la producción en todo el cuerpo de los diferentes tipos de células y tejidos. Más allá de la etapa embrionaria, sin embargo, el cuerpo humano tiene una capacidad limitada para generar nuevas células para reemplazar las que se han perdido o dañado.

Por lo tanto, los científicos han estado tratando de desarrollar nuevas formas de “reprogramar” las células adultas humanas a un estado más similares a las embrionarias o pluripotentes, de la que son capaces de dividirse y luego cambiar a cualquiera de los tipos de células del cuerpo. Con el uso de estas técnicas, los científicos pretenden algún díaser capaces de tomar las propias células del paciente, por ejemplo células de la piel convertirlas en las células del corazón o el cerebro, y luego insertarlas de nuevo en el paciente para reparar los tejidos dañados.

En el año 2006, científicos japoneses informaron que podían reprogramar las células de piel del ratón para ser pluripotentes, simplemente insertando un conjunto de cuatro genes en las células.

Aunque la tecnología para generar estas células, llamado células madre pluripotentes inducidas (iPS) a las células adultas, representa un avance importante, hay algunos obstáculos que superar antes de que pueda ser adaptado a las terapias. Primero, se necesita mucho tiempo para generar células iPS y diferenciarlas en tipos celulares específicos de tejido funcional y en ocasiones no es muy eficiente.

Además, el proceso de generación de células adultas en células iPS no es infalible. Cuando, por ejemplo, los científicos inducir a las células iPS para convertirse en células del corazón, las células resultantes son una mezcla de células del corazón y algunas células iPS persistentes. Los científicos están preocupados de que transplantar a estas nuevas células del corazón (junto con el resto de las células pluripotentes) a los pacientes podría ser peligroso ya que las células pluripotenciales, cuando se inyectan en los ratones, causan tumores como el cáncer.

Debido a estas preocupaciones, los colegas decidieron tratar de ajustar el proceso por completo sin pasar por la etapa de iPS e ir directamente de un tipo de célula madura (una célula de la piel) a otro (una célula del corazón).

El equipo presentó los mismos cuatro genes inicialmente utilizados para hacer que las células iPS en células adultas de piel de fibroblastos, pero en lugar de dejar activos los genes de forma continua  en las células durante varias semanas, estos se apagaron después de unos días, mucho antes de que las células podían convertirse en células iPS. Una vez que los cuatro genes se apagaron, los científicos dieron la señal a las células para convertirlas en células del corazón. “En solo 11 días, pasamos de células de la piel a las células de corazón que laten en un plato”, dijeron los autores. “Fue fenomenal presenciarlo.”

El protocolo es fundamentalmente diferente de lo que se ha llevado a cabo por otros científicos en el pasado y toma nota de que la administración de las células de un tipo diferente de señal podría convertirlas en las células del cerebro o en células pancreáticas.

Además de una mejor comprensión de la biología básica de las células madre, el siguiente paso será la modificación de esta técnica para suprimir la necesidad de insertar los cuatro genes, los cuales han sido vinculados con el desarrollo del cáncer. Como resultado, muchos científicos, han estado trabajando en nuevas técnicas para desarrollar células iPS sin el uso de estos genes. Esto ha sido difícil pero con el nuevo protocolo, que no pasa por la etapa de células iPS, los genes son necesarios por un tiempo mucho más corto.

Referencia

Jem A. Efe, Simon Hilcove, Janghwan Kim, Hongyan Zhou, Kunfu Ouyang, Gang Wang, Ju Chen, Sheng Ding. Conversion of mouse fibroblasts into cardiomyocytes using a direct reprogramming strategy. Nature Cell Biology, 2011; DOI: 10.1038/ncb2164

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Francisco P. Chávez Profesor Asistente, Laboratorio de Microbiología Molecular y Biotecnología Departamento de Biología Facultad de Ciencias Universidad de Chile

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