Un avance en el conocimiento de los factores genéticos que intervienen en la desprogramación de las células diferenciadas adultas para inducir la formación de células madre pluripotentes iPS

Una mejora de las expectativas para la Medicina Regenerativa. Comentarios del Prof. Nicolás Jouve

La reprogramación de células somáticas para inducir la formación de células inducidas pluripotentes (iPS) es un mecanismo prometedor para la medicina regenerativa, que causó una gran expectación cuando el grupo japonés de la Universidad de Kyoto del Dr. Yamanaka, y el americano del Dr. Thomson, comunicaron los primeros resultados a finales de 2008. Sin embargo, la reprogramación de las células somáticas adultas (fibroblastos u otras) para producir células iPS, tal como la desarrollaron los citados grupos de investigación, es asincrónica y lenta (2-3 semanas) y el rendimiento bajo (0,1%), siendo la desmetilación del ADN el cuello de botella.

La revista Nature  ha publicado el 21 de Diciembre un estudio interesantísimo para avanzar en el conocimiento del mecanismo epigenético específico que interviene en la producción de células pluripotentes desde células diferenciadas humanas, lo que ayudará a los científicos a entender mejor y facilitar el rendimiento de la producción de las células iPS a partir de células somáticas y adultas.

El trabajo lo firma el grupo de la Dra. Helen Blau, del laboratorio Baxter del Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, de la Universidad de Stanford, California. El estudio consiste en la fusión de células embrionarias de ratón (ES) con fibroblastos humanos para crear híbridos celulares heterocariontes (núcleos de dos procedencias). Estos híbridos celulares permiten estudiar el proceso de reprogramación. Las células humanas de fibroblastos, en presencia de factores de células embrionarias activos de las células ES de ratón, inducen una reprogramación del núcleo humano de forma rápida y eficiente, con un 70 % de las células expresando marcadores de pluripotencia transcurridos dos días de la fusión, con mayor eficacia que la pluripotencia inducida por modificación genética con los cuatro factores genéticos de los estudios anteriores.

Los investigadores examinaron el papel de la desmetilación del ADN en la reprogramación de los fibroblastos para dar lugar a las células iPS. En los heterocariontes reprogramados, se produce una desmetilación en las regiones promotoras de dos genes de pluripotencia bien definidos, OCT4 y NANOG con un aumento de expresión de ambos genes.

Para comprender el mecanismo de desmetilación, la Dra. Helen Blau y sus colegas se centraron en la enzima citidina desaminasa (AID) inducida por activación, que había sido previamente detectada en las células germinales y que podía desempeñar un papel de desmetilación global en embriones de pez cebra.

Para ello, en la investigación se eliminaba la síntesis de esta enzima mediante experimentos de interferencia del ARN desde 24 horas antes les fusión de las células ES de ratón y de fibroblastos humanos. De este modo, en los heterocarintes resultantes, se redujo considerablemente la expresión génica tanto de OCT4 como de NANOG, como la desmetilación.

Estos resultados sugieren que la desmetilación de estos genes clave de la pluripotencia es una parte esencial de la reprogramación celular, y que la enzima citidina desaminasa desempeña un papel decisivo en este proceso. Además los investigadores confirmaron la participación directa de la enzima en la desmetilación, mediante experimentos de inmunoprecipitación de cromatina (ChIP) para dirigir la enzima y detectar su sustrato.

Además de identificar una proteína clave en el proceso de reprogramación celular, esta investigación también es importante para el avance de la comprensión del papel de la desmetilación en las células de mamífero. La desmetilación del ADN es fundamental para el desarrollo de mamífero y se ha demostrado que su participación es determinante en procesos cancerígenos y en envejecimiento.

Según esta investigación, la enzima citidina deaminasa no funciona sola y se desconoce bastante todavía sobre el mecanismo exacto de desmetilación. El siguiente paso, consistirá en averiguar la universaliad de este mecanismo en los procesos de inducción de pluripotencia.

Estos estudios suponen una aproximación al desarrollo de una fuente de células madre pluripotentes a partir de células adultas. Un tipo de fuente de líneas celulares útiles en la medicina Regenerativa que se impone a la utilización de los embriones.

El trabajo puede leerse en el documento adjunto