Nuevas células madre pueden superar los obstáculos para la medicina regenerativa
Para producir las células, los científicos de Salk desarrollaron una combinación de señales químicas que dirigen las células madre humanas en un plato de laboratorio para orientarse espacialmente
Manrique Pascual
Científicos del Instituto Salk, en La Jolla, California, Estados Unidos, en colaboración con investigadores del Hospital Clínic de Barcelona, la Universidad Católica de Murcia y la Clínica Cemtro de Madrid, han descubierto un nuevo tipo de células madre pluripotentes --células capaces de convertirse en cualquier tipo de tejido-- cuya identidad está ligada a su ubicación en un embrión en desarrollo. Supone un primer paso para el desarrollo de órganos humanos de reemplazo en animales.
En el estudio, publicado este miércoles en la revista 'Nature', los científicos informan del uso de estas nuevas células madre para desarrollar el primer método fiable para la integración de las células madre humanas en embriones de ratón no viables en un plato de laboratorio, de tal manera que las células humanas comenzaron a diferenciarse en los tejidos en fase inicial.
"Las células específicas de la región que encontramos podrían proporcionar enormes ventajas en el laboratorio para estudiar el desarrollo, la evolución y las enfermedades, y pueden ofrecer vías para la generación de nuevas terapias", resalta el profesor de Salk Juan Carlos Izpisúa Belmonte, autor principal del artículo.
Los investigadores llamaron esta nueva clase de células "células madre pluripotentes de región selectiva" (rsPSCs, por sus siglas en inglés). Las rsPSCs eran más fáciles de cultivar en el laboratorio que las células madre pluripotentes humanas convencionales y ofrecen ventajas para la producción a gran escala y la edición de genes (alterando el ADN de una célula), ambas características deseables para las terapias de reemplazo celular.
Para producir las células, los científicos de Salk desarrollaron una combinación de señales químicas que dirigen las células madre humanas en un plato de laboratorio para orientarse espacialmente. Entonces, se insertan las células madre humanas orientadas espacialmente (rsPSCs humanas) en regiones específicas de embriones de ratón parcialmente disecados y las cultivaron en un plato durante 36 horas.
Por separado, los investigadores también insertaron células madre humanas cultivadas usando métodos convencionales, de modo que pudieran comparar las técnicas existentes para su nueva técnica. Mientras que las células madre humanas derivadas a través de métodos convencionales no lograron integrarse en los embriones modificados, las rsPSCs humanas comenzaron a desarrollarse en los tejidos en fase inicial. Las células en esta región de un embrión temprano sufren cambios dinámicos para dar lugar a todas las células, tejidos y órganos del cuerpo.
De hecho, las rsPSCs humanas comenzaron el proceso de diferenciación en las tres principales capas de células en el desarrollo temprano, conocidas como ectodermo, mesodermo y endodermo. Los investigadores de Salk detuvieron las células para que no se diferenciaran más, pero cada capa germinal era teóricamente capaz de dar lugar a tejidos y órganos específicos.
En colaboración con los laboratorios de los profesores de Salk Joseph Ecker y Alan Saghatelian, el equipo de Izpisúa Belmonte realizó una amplia caracterización de las nuevas células y encontró que las rsPSCs mostraron distintas características moleculares y metabólicas, así como nuevas firmas epigenéticas, es decir, los patrones de modificaciones químicas en el ADN que controlan qué genes se activan o desactivan sin cambiar la secuencia de ADN.
"La región selectiva del estado de estas células madre es completamente nueva para las células madre cultivadas en el laboratorio y ofrece información importante sobre cómo las células madre humanas pueden ser diferenciadas en derivados que dan lugar a una amplia gama de tejidos y órganos", afirma Jun Wu, investigador postdoctoral en el laboratorio de Izpisúa Belmonte y primer autor del nuevo documento.
"No sólo tenemos que considerar el momento sino también las características espaciales de las células madre. Entender ambos aspectos de la identidad de una célula madre podría ser crucial para generar tipos de células funcionales y maduras para la medicina regenerativa", concluye este experto.
