Categoría | Células Madre, General

Premio Nobel de Medicina 2012 otorgado a científicos que lograron la reprogramación de las células madre

Hoy fue otorgado el Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2012 a los científicos John B. Gurdon (UK) y Shinya Yamanaka (Japón) por su descubrimiento de que las células adultas ya diferenciadas pueden ser reprogramadas para convertirse en células madre pluripotentes. Un descubrimiento que ha sido fundamental para los estudios con células madre y las aplicaciones en el campo de la medicina regenerativa.

Todos nosotros nos desarrollamos a partir de óvulos fertilizados. Durante los primeros días después de la concepción, el embrión se compone de células inmaduras, cada uno de los cuales es capaz de desarrollarse en todos los tipos celulares que forman el organismo adulto. Tales células se denominan células madre pluripotentes. Con un mayor desarrollo del embrión, estas células dan lugar a las células nerviosas, células musculares, células de hígado y todos los otros tipos de células – cada uno de ellos especializado para llevar a cabo una tarea específica en el cuerpo adulto. Este viaje de inmaduro a célula especializada se consideraban hasta entonces unidireccional. Se pensaba que los cambios en las células eran de tal manera durante la maduración que ya no sería posible volverlas a un estado inmaduro, pluripotente. Esto hasta que los experimentos de John Gurdon en ranas.

Fue John B. Gurdon quien descubrió en el año 1962 que la especialización de las células era reversible. En un experimento clásico, reemplazó el núcleo de la célula inmadura en una célula del óvulo de una rana con el núcleo de una célula intestinal madura. Este óvulo modificado se convirtió en un renacuajo normal. Es decir, el ADN de la célula madura todavía tenía toda la información necesaria para desarrollar todas las células de la rana.

Pero los experimentos de Gurdon implicaban la extracción de los núcleos celulares con pipetas seguido de su introducción en otras células. La pregunta entonces era ¿Sería posible volver a convertir una célula intacta en una célula madre pluripotente?

Shinya Yamanaka fue capaz de responder a esta pregunta en un avance científico más de 40 años después del descubrimiento de Gurdon. Yamanaka descubrió en el año 2006, cómo las células adultas intactas en los ratones podrían ser reprogramadas para convertirlas en células madre inmaduras. Sorprendentemente, mediante la introducción de sólo unos pocos genes, se podían reprogramar las células adultas para convertirlas en células madre pluripotentes, es decir, las células inmaduras que son capaces de convertirse en cualquier tipo de células en el cuerpo.

Su investigación comenzó en las células madre embrionarias, es decir, las células madre pluripotentes que están aisladas del embrión y se cultivan en el laboratorio. Estas células madre fueron aisladas de los ratones inicialmente por Martin Evans (Premio Nobel 2007) y Yamanaka trató de encontrar los genes que mantenían a las células madre en ese estado inmaduro. Cuando varios de estos genes fueron identificados, probó si alguno de ellos era capaz de reprogramar las células adultas en células madre pluripotentes.

Yamanaka y sus colaboradores introdujeron estos genes, en diferentes combinaciones, en las células adultas del tejido conectivo (fibroblastos), y se examinaron los resultados bajo el microscopio. Finalmente encontraron una combinación que funcionaba y la receta era sorprendentemente simple. Mediante la introducción de solo cuatro genes juntos, podrían reprogramar los fibroblastos en células  madre pluripotentes inducidas (llamadas células iPS) que podían convertirse en muchos tipos de células maduras tales como los fibroblastos, las células nerviosas y las células intestinales.

El descubrimiento de que las células adultas diferenciadas podían ser reprogramadas en células madre pluripotentes se publicó en la revista Cell en el año 2006 y fue considerado inmediatamente un gran avance.

Estos descubrimientos revolucionarios han cambiado por completo nuestra visión del desarrollo y la especialización celular. Ahora sabemos que la célula madura no tiene que limitarse siempre a su estado especializado. Los libros de texto han sido reescritos y nuevos campos de la investigación científica han sido establecidos. Mediante la reprogramación de las células humanas, los científicos han creado nuevas oportunidades para estudiar enfermedades y desarrollar métodos para el diagnóstico y la terapia celular.

Los descubrimientos de Gurdon y Yamanaka han demostrado que las células especializadas pueden dar marcha atrás al reloj del desarrollo en determinadas circunstancias. A pesar de que su genoma sufre modificaciones durante el desarrollo, estas modificaciones no son irreversibles.

Las investigaciones durante los últimos años han demostrado que las células iPS pueden dar lugar a todos los tipos de células diferentes del cuerpo. Estos descubrimientos han proporcionado nuevas herramientas para que los científicos de todo el mundo y dio lugar a un notable progreso en muchas áreas de la medicina, particularmente la medicina regenerativa.

Por ejemplo, las células de la piel pueden ser obtenidos de pacientes con diversas enfermedades, reprogramadas, y se examina en el laboratorio para determinar cómo se diferencian de las células de individuos sanos. Estas células constituyen herramientas muy valiosas para la comprensión de los mecanismos de las enfermedades y así ofrecer nuevas oportunidades para el desarrollo de terapias médicas.

Referencias

  1. Gurdon, J.B. The developmental capacity of nuclei taken from intestinal epithelium cells of feeding tadpoles.Journal of Embryology and Experimental Morphology, 1962; 10: 622-640 [link]
  2. Kazutoshi Takahashi, Shinya Yamanaka. Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined FactorsCell, 2006; 126 (4): 663 DOI: 10.1016/j.cell.2006.07.024
  • Artículo escrito por:

    - quién ha escrito 550 artículos en bioBlogia.

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

    Contactar al autor

    Comentarios

    Enviar respuesta

    advert

    bioBlogia

    Francisco P. Chávez Ph.D
    Departamento de Biología
    Facultad de Ciencias
    Universidad de Chile
    microbioblogia [at] gmail.com
    http://about.me/bioBlogia

    Translator

    bioBlogia en Flickr

    Get Adobe Flash player

    Nube de etiquetas

    bioBlogia mobile

    QR Code - scan to visit our mobile site