Científicos logran producir células madre embrionarias en organismos adultos vivos

 

Un equipo del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas de España (CNIO) se ha convertido en el primero en hacer que las células adultas de un organismo vivo muestran características de las células madre embrionarias.

Celulas madre embrionarias adultas

Los investigadores también han descubierto que estas células madre embrionarias, obtenidas directamente desde el interior del organismo, tienen una capacidad para la diferenciación más amplio que los obtenidos a través de cultivo in vitro. Específicamente, tienen las características de las células totipotentes: un estado primitivo nunca antes obtenido en un laboratorio.

Las células madre embrionarias son el foco principal para el futuro de la medicina regenerativa. Ellos son las únicas capaces de generar cualquier tipo de célula de los cientos de tipos de células que componen un organismo adulto, por lo que son el primer paso hacia la curación de enfermedades como el Alzheimer, la enfermedad de Parkinson o la diabetes. Sin embargo, este tipo de célula tiene una vida muy corta, limitada a los primeros días de desarrollo embrionario, y que no existe en ninguna parte de un organismo adulto.

Uno de los mayores logros en la investigación biomédica reciente fue en 2006, cuando Shinya Yamanaka logró crear células madre embrionarias (células madre pluripotentes inducidas in vitro o iPSCs) en un laboratorio a partir de células adultas, a través de un cóctel de sólo cuatro genes. El descubrimiento de Yamanaka fue galardonado con el Premio Nobel de Medicina en 2012 y abrió un nuevo horizonte en la medicina regenerativa.

Los investigadores del CNIO han dado un paso más, al lograr lo mismo que Yamanaka, pero esta vez dentro del mismo organismo, en ratones, sin la necesidad de pasar a través de placas de cultivo in vitro. La generación de estas células dentro de un organismo trae esta tecnología aún más a la medicina regenerativa.

El primer reto para los investigadores del CNIO era reproducir el experimento Yamanaka en un ser vivo. Eligieron un ratón como organismo modelo. Utilizando técnicas de manipulación genética, los investigadores crearon ratones donde los cuatro genes de Yamanaka podría ser activados a voluntad. Cuando se activan estos genes, se observaron que las células adultas fueron capaces de retirarse en su desarrollo evolutivo para convertirse en células madre embrionarias en múltiples tejidos y órganos.

Según los autores este cambio de rumbo en el desarrollo nunca ha sido observado en la naturaleza por lo que se ha demostrado que podemos obtener células madre embrionarias en los organismos adultos y no sólo en una placa de laboratorio. Ahora se puede empezar a pensar en métodos para inducir la regeneración a nivel local y de manera transitoria por un tejido dañado en particular.

Las células madre obtenidos en los ratones también muestran características totipotentes nunca generados en un laboratorio, equivalentes a las presentes en los embriones humanos en la etapa de 72 horas de desarrollo, cuando se componen de tan sólo 16 células.

En comparación con las células obtenidas con la técnica desarrollada por Yamanaka, las células madre obtenidas de la CNIO por lo tanto, representan un estado aún embrionario anterior, con mayor capacidad de diferenciación.

Los autores eran incluso capaces de inducir la formación de estructuras pseudo-embrionarias en las cavidades torácica y abdominal de los ratones. Estos pseudo-embriones muestran las tres capas típicas de los embriones (ectodermo, mesodermo y endodermo), y las estructuras extra-embrionarias tales como la membrana vitelina e incluso signos de formación de células sanguíneas.

Estos datos indican que las células madre obtenidas in vivo son mucho más versátiles que  las obtenidas in vitro (iPSCs), cuya potencia genera las diferentes capas del embrión, pero nunca los tejidos que sostienen el desarrollo de un nuevo embrión, como la placenta.

Los autores hacen hincapié en que las posibles aplicaciones terapéuticas de sus trabajos siguen siendo distantes, pero admiten que sin duda esto podría significar un cambio de dirección para la investigación con células madre para la medicina regenerativa y la ingeniería de tejidos.
Referencia

María Abad, Lluc Mosteiro, Cristina Pantoja, Marta Cañamero, Teresa Rayon, Inmaculada Ors, Osvaldo Graña, Diego Megías, Orlando Domínguez, Dolores Martínez, Miguel Manzanares, Sagrario Ortega & Manuel Serrano.Reprogramming in vivo produces teratomas and iPS cells with totipotency featuresNature, 2013 DOI:10.1038/nature12586

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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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Francisco P. Chávez Ph.D
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