Colonias de células iPS obtenidas cuatro días después de la reprogramación con los factores de Yamanaka, después de haber expresado C/EBPa en linfocitos B durante 18 horas. Fuente: CRG.
El año pasado, el doctor Shinya Yamanaka, junto al doctor John Gurdon, fue galardonado con el Premio Nobel de Medicina por su descubrimiento sobre la posibilidad de reprogramar células de tejidos a células madre pluripotentes inducidas (iPS).
Estas células tienen un comportamiento parecido al de las células madre embrionarias pero con la particularidad que se pueden conseguir a partir de una célula adulta diferenciada.
El descubrimiento de Yamanaka ha sido absolutamente revelador y ofrece grandes posibilidades en la medicina regenerativa. El problema de este descubrimiento es que solo se pueden reprogramar un porcentaje de células muy reducidas y que el proceso de reprogramación lleva semanas dejando parte del éxito de la reprogramación al azar.
Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona describen ahora un novedoso mecanismo por el que las células adultas consiguen reprogramarse en células iPS de forma competente y en un periodo muy corto. “En nuestro grupo utilizábamos un factor de transcripción concreto (C/EBPα) para reprogramar células de la sangre en otro tipo de célula sanguínea (transdiferenciación). Ahora hemos visto que este factor también actúa como catalizador a la hora de reprogramar células adultas en iPS”, explica Thomas Graf, jefe de grupo en el CRG y profesor de investigación en ICREA (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats), en la nota de prensa del CRG.
“El trabajo que acabamos de publicar presenta una descripción detallada del mecanismo de reprogramación de una célula sanguínea a iPS. Ahora entendemos la mecánica que utiliza la célula para que podamos reprogramarla y conseguir que vuelva a ser pluripotente de forma controlada, con éxito y en un periodo corto de tiempo”, añade Graf.
Estas células tienen un comportamiento parecido al de las células madre embrionarias pero con la particularidad que se pueden conseguir a partir de una célula adulta diferenciada.
El descubrimiento de Yamanaka ha sido absolutamente revelador y ofrece grandes posibilidades en la medicina regenerativa. El problema de este descubrimiento es que solo se pueden reprogramar un porcentaje de células muy reducidas y que el proceso de reprogramación lleva semanas dejando parte del éxito de la reprogramación al azar.
Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona describen ahora un novedoso mecanismo por el que las células adultas consiguen reprogramarse en células iPS de forma competente y en un periodo muy corto. “En nuestro grupo utilizábamos un factor de transcripción concreto (C/EBPα) para reprogramar células de la sangre en otro tipo de célula sanguínea (transdiferenciación). Ahora hemos visto que este factor también actúa como catalizador a la hora de reprogramar células adultas en iPS”, explica Thomas Graf, jefe de grupo en el CRG y profesor de investigación en ICREA (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats), en la nota de prensa del CRG.
“El trabajo que acabamos de publicar presenta una descripción detallada del mecanismo de reprogramación de una célula sanguínea a iPS. Ahora entendemos la mecánica que utiliza la célula para que podamos reprogramarla y conseguir que vuelva a ser pluripotente de forma controlada, con éxito y en un periodo corto de tiempo”, añade Graf.
El secreto
La información genética se encuentra compactada en el núcleo como una madeja de lana y, para acceder a los genes, debe deshacerse la madeja en la región que contiene la información que se busca. Lo que consigue el factor C/EBPα es abrir temporalmente la región que contiene los genes responsables de la pluripotencia. De este modo, al iniciar el proceso de reprogramación, ya no hay lugar para el azar y los genes implicados están listos para ser activados y permitir la reprogramación en todas las células con éxito.
“Sabíamos que C/EBPα estaba relacionado con los procesos de transdiferenciación celular. Ahora sabemos cuál es su papel y por qué sirve de catalizador en la reprogramación” comenta Bruno Di Stefano, estudiante de doctorado en el laboratorio de Thomas Graf y primer autor del trabajo.
“Siguiendo el proceso que describió Yamanaka, la reprogramación tardaba semanas, tenía una tasa de éxito muy pequeña y, además, acumulaba mutaciones y errores. Si incorporamos el factor C/EBPα, el mismo proceso se lleva a cabo en pocos días, con una tasa de éxito muy superior y con menos posibilidad de errores” afirma el joven científico.
El descubrimiento de los científicos del CRG permite conocer a fondo los mecanismos moleculares sobre cómo se forman las células madre y, por tanto, es de gran interés en los primeros estadios de la vida, durante el desarrollo embrionario. Al mismo tiempo, el trabajo aporta nuevas pistas para poder reprogramar células en humanos con éxito y avanzar en la medicina regenerativa y sus aplicaciones médicas.
La información genética se encuentra compactada en el núcleo como una madeja de lana y, para acceder a los genes, debe deshacerse la madeja en la región que contiene la información que se busca. Lo que consigue el factor C/EBPα es abrir temporalmente la región que contiene los genes responsables de la pluripotencia. De este modo, al iniciar el proceso de reprogramación, ya no hay lugar para el azar y los genes implicados están listos para ser activados y permitir la reprogramación en todas las células con éxito.
“Sabíamos que C/EBPα estaba relacionado con los procesos de transdiferenciación celular. Ahora sabemos cuál es su papel y por qué sirve de catalizador en la reprogramación” comenta Bruno Di Stefano, estudiante de doctorado en el laboratorio de Thomas Graf y primer autor del trabajo.
“Siguiendo el proceso que describió Yamanaka, la reprogramación tardaba semanas, tenía una tasa de éxito muy pequeña y, además, acumulaba mutaciones y errores. Si incorporamos el factor C/EBPα, el mismo proceso se lleva a cabo en pocos días, con una tasa de éxito muy superior y con menos posibilidad de errores” afirma el joven científico.
El descubrimiento de los científicos del CRG permite conocer a fondo los mecanismos moleculares sobre cómo se forman las células madre y, por tanto, es de gran interés en los primeros estadios de la vida, durante el desarrollo embrionario. Al mismo tiempo, el trabajo aporta nuevas pistas para poder reprogramar células en humanos con éxito y avanzar en la medicina regenerativa y sus aplicaciones médicas.
Referencia bibliográfica:
Bruno Di Stefano, Jose Luís Sardina, Chris van Oevelen, Samuel Collombet, Eric M. Kallin, Guillermo P. Vicent, Jun Lu, Denis Thieffry, Miguel Beato and Thomas Graf. C/EBPα poises B cells for rapid reprogramming into iPS cells. Nature (2013). DOI: http://dx.doi.org/10.1038/nature12885.
Bruno Di Stefano, Jose Luís Sardina, Chris van Oevelen, Samuel Collombet, Eric M. Kallin, Guillermo P. Vicent, Jun Lu, Denis Thieffry, Miguel Beato and Thomas Graf. C/EBPα poises B cells for rapid reprogramming into iPS cells. Nature (2013). DOI: http://dx.doi.org/10.1038/nature12885.