Estudios realizados por científicos del Instituto Weizmann, en Rehovot, Israel, muestran que la eliminación de una proteína de las células adultas les permite retroceder el reloj de una manera eficiente y volver a un estado como el de las células madre.
Estos hallazgos, publicados este miércoles en la revista 'Nature', pueden ayudar a facilitar la producción de células madre para uso médico, así como avanzar en la comprensión del misterioso proceso por el cual las células adultas pueden volver a su estado original, el embrionario.
Las células madre embrionarias tienen el potencial enorme para tratar y curar muchos problemas médicos. Por eso, el descubrimiento de que se pueden crear células madre similares a las embrionarias inducidas a partir de células de piel (células iPS) fue reconocido con el Premio Nobel en 2012, pero el proceso se ha mantenido sumamente lento e ineficiente y las células madre resultantes aún no están listas para su uso médico.
La investigación en el laboratorio del doctor Yaqub Hanna, del Instituto Weizmann cambia drásticamente el mecanismo. Estos expertos han detectado el "freno" que detiene la producción de células madre y encontrado que la liberación de ese tope puede sincronizar el proceso y aumentar su eficiencia desde alrededor del 1 % o menos hoy en día al 100 %.
Las células madre embrionarias son aquellas que no han sido sometidos a la 'especialización', por lo que pueden dar lugar a cualquier tipo de célula en el cuerpo, algo que las hace muy valiosas. Éstas pueden ser utilizadas, entre otras cosas, para reparar el tejido dañado, tratar enfermedades autoinmunes e, incluso, hacer crecer órganos trasplantados.
El uso de células madre extraídas de embriones es problemático debido a la disponibilidad y las preocupaciones éticas, pero las esperanzas de su uso se renovaron en 2006, cuando un equipo dirigido por Shinya Yamanaka, de la Universidad de Kyoto, en Japón, descubrió que es posible 'reprogramar' células adultas.
Las células resultantes, denominadas 'células madre pluripotentes inducidas' (iPSCs), se crean mediante la inserción de cuatro genes en su ADN. A pesar de este avance, el proceso de reprogramación está lleno de dificultades: puede costar hasta cuatro semanas, el momento no es coordinado entre las células y menos del uno por ciento de las células tratadas en realidad terminan convirtiéndose en células madre.
Hanna y su equipo se preguntaron cual era el principal obstáculo que impide la reprogramación exitosa en la mayoría de las células. En su investigación postdoctoral, Hanna había utilizado modelos matemáticos para demostrar que sólo había un obstáculo. El presente estudio no sólo proporciona la prueba, sino que revela la identidad de ese obstáculo y muestra que su eliminación puede mejorar dramáticamente la reprogramación.
El grupo de Hanna, dirigido por Noa Novershtern, Yoach Rais, Asaf Zviran y Shay Geula, del Departamento de Genética Molecular, junto con miembros de la Unidad de Genómica del Centro de Estructura Proteómica del Instituto de Israel, analizó la proteína MBD3, cuya función se desconocía.
MBD3 había captado su atención al expresarse en todas las células del cuerpo, en cada etapa de desarrollo, algo bastante raro, porque, en general, la mayoría de las proteínas se producen en células específicas, en determinados momentos, para funciones concretas.
El equipo encontró que hay una excepción a la regla de la expresión universal de esta proteína: los tres primeros días después de la concepción. Estos son exactamente los tres días en el que el óvulo fertilizado comienza a dividirse y el embrión es una pelota cada vez mayor de células madre pluripotentes que eventualmente suministran todos los tipos de células en el cuerpo. A partir del cuarto día, comienza la diferenciación y las células empiezan a perder su estado pluripotente y es justo entonces cuando aparecen las proteínas MBD3.
Los investigadores demostraron que la eliminación de MBD3 de las células adultas puede mejorar la eficiencia y agilizar el proceso en varios órdenes de magnitud. El tiempo necesario para producir las células madre se acortó de cuatro semanas a ocho días y, como todas las células se someten a la reprogramación a la misma velocidad, los científicos podrán ahora, por primera vez, seguir paso a paso y revelar sus mecanismos de funcionamiento.
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