Montaje coloreado de varias neuronas emergiendo de un pelo (Foto: CMRB) ÁNGELES LÓPEZ
MADRID.- Cuide su pelo, está lleno de neuronas. Aunque se trata de una exageración, no es del todo incierto. Un equipo científico, formado por investigadores españoles y estadounidenses, ha logrado demostrar que las células presentes en nuestro cabello pueden programarse para dar lugar a otro tipo de tejidos como el del sistema nervioso o el cardiaco. Además, se trata de un modelo más eficaz que los anteriores que permitirá comprender y mejorar la reprogramación celular con el fin de estudiar diferentes patologías y buscar nuevas formas de tratarlas.
Juan Carlos Izpisúa se encuentra al frente de este trabajo, que adelanta hoy la edición online de la revista 'Nature Biotechnology' debido a su trascendencia, que demuestra por primera vez que es posible reprogramar células del ectodermo humano, una de las tres capas [mesodermo, endodermo y ectodermo] en las que se divide en el embrión. "Es importante porque son células [las obtenidas del pelo] que vienen de una capa que va a dar lugar [en su desarrollo embrionario] a estructuras como el sistema nervioso", señala a elmundo.es este investigador del Laboratorio de Expresión Genética del Instituto Salk, en La Jolla (California, EEUU) y director del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona.
En todo el mundo, existen muchos grupos científicos que están realizando avances en la investigación con células madre. Algunos de estos progresos son tan sutiles, o tan básicos, que pasan desapercibidos para el público en general. Sin embargo, no ocurre lo mismo para los expertos involucrados en este tipo de estudios. "En las últimas dos semanas nos han sorprendido varios trabajos que han logrado importantes mejoras en la reprogramación celular", explica Izpisúa.
Uno de los grandes problemas que tiene esta técnica es su baja eficiencia. Hasta ahora, con el empleo de fibroblastos humanos (células de la dermis, una capa de la piel), la tasa de reprogramación era del 0,01%. Es decir, que por cada 50.000 fibroblastos tratados sólo se conseguían entre 100 y 150 colonias de células como las embrionarias (o iPS, sus siglas en inglés), o lo que es lo mismo, unas cuatro líneas celulares. Este problema parece haberlo solventado el investigador español al emplear queratinocitos en lugar de fibroblastos.
Biopsias del prepucio
Los queratinocitos son células de la epidermis, la capa más superficial de la piel, que pueden obtenerse mediante una biopsia o simplemente a partir del cabello. El equipo de Izpisúa utilizó en su trabajo estos dos métodos.
En primer lugar, realizaron biopsias del prepucio a cinco pacientes de dos a 16 años para conseguir queratinocitos que, tras inyectarles mediante retrovirus cuatro genes o factores de crecimiento (Oct4, Sox2, Klf4 y c-Myc), se reprogramaron. Es decir, pasaron de célula adulta a una en un estadio similar al de las células madre embrionarias, denominadas células pluripotenciales (iPS, sus siglas en inglés). La plasticidad de las iPS se comprobó ya que después de cultivarlas en un medio especial dieron lugar a neuronas, cardiomiocitos (células del músculo cardiaco) y teratomas (un tipo de tumor que contiene múltiples tejidos).
En un segundo experimento, realizado con el pelo de una mujer de 30 años y repetido posteriormente en cinco personas más de 28 a 35 años, consiguieron los mismos resultados. Lo más llamativo es que en ambas pruebas, la eficiencia del método fue 100 veces superior al empleado con fibroblastos. Además, la velocidad de reprogramación es más rápida, se ha pasado de los 30 días que se requieren con los fibroblastos a 10 días.
Además de estas dos ventajas, Izpisúa señala que los queratinocitos parecen tener una especie de memoria que favorece su diferenciación en neuronas. "Al convertirlos en iPS, casi sin 'tocarlas' se transforman en neuronas. Este hecho [su 'capacidad' para convertirse fácilmente en células nerviosas] lo demostraremos en otro estudio" apunta.
Finalmente, este investigador señala los retos que todavía están presentes para poder aplicar las células reprogramadas a modo de injerto en pacientes. "De momento, no contamos con estructuras biológicas para poder utilizarlas a modo de andamiaje para colocar estas células en el interior de los tejidos. Tampoco sabemos cómo se van a comportar una vez se trasplanten. Contar con estos requisitos puede llevar años".
ÚLTIMOS AVANCES
Mejorando la reprogramación celular.
Dos trabajos logran un método más seguro para transformar células adultas en iPS.
MADRID.- Uno de los grandes límites que presenta la reprogramación celular es su seguridad. Aunque los resultados de varios trabajos publicados estos días hacen pensar que esta barrera empieza a derribarse en laboratorios de todo el mundo.
Uno de ellos está dirigido por Douglas Melton y Whitney Muhlestein, del Departamento del Células madre y Biología regenerativa del Instituto Médico Howard Hughes en Cambridge, Massachussets (EEUU), y sus resultados los ha publicado también la revista Nature Biotechnology.
Para reprogramar las células adultas se necesitan dos 'instrumentos', uno funciona a modo de 'taxi' que se encarga de introducir en esas células a cuatro pasajeros con una 'misión': cambiar el mecanismo celular y hacerlo retroceder en el tiempo. Así, por ejemplo un fibroblasto o un queratinocito, en definitiva una célula de la piel, se convierte en una célula madre, capaz de transformarse a su vez en cualquier tejido.
La idea es que cualquier célula sana de nuestro organismo se pueda convertir en el laboratorio en otra de un tejido que la persona tiene dañado (por ejemplo el sistema nervioso en el Alzheimer) para que, bien desarrollando un tratamiento o bien insertándola en el paciente, cure esa enfermedad.
Pues bien, de momento el 'taxi' que utilizan los científicos no es seguro, ya que se trata de retrovirus o adenovirus que serían peligrosos en el interior del organismo. Y además, dos de esos 'pasajeros' también lo son, ya que se trata de oncogenes que favorecen la formación de tumores.
Lo que ha logrado Melton y su equipo es eliminar los 'viajeros' peligrosos. De los cuatro factores de crecimiento o genes que se utilizan en la reprogramación, se ha sustituido a dos de ellos, el c-Myc y el Klf4, por ácido valproico. Esta molécula se ha sumado a los otros dos genes el Oct4 y el Sox2, que no generan problemas, y la mezcla fue capaz de reprogramar los fibroblastos humanos en los que la probaron. Sin embargo, es un poco menos eficaz que cuando se utilizan los cuatro factores juntos, y bastante menos que el método utilizado por Izpisúa.
No obstante, estos investigadores también probaron a sustituir sólo uno de los cuatro factores, es decir, emplearon tres de ellos (Oct4, Sox2 y Klf4) y el ácido valproico y consiguieron lo mismo pero con una mayor eficacia que se compara al sistema de Izpisúa, claro que de esta manera no eliminan el riesgo ya que uno de esos instrumentos es un oncogen.
El otro gran paso que el viernes pasado se conoció fue el elaborado por Shinya Yamanaka, de la Universidad de Kyoto (Japón) y del Instituto Gladstone de Enfermedad Cardiovascular de San Francisco (California, EEUU) y el primer científico que logró la reprogramación. Se trata de la utilización de un 'taxi' seguro para transportar los factores de crecimiento para la reprogramación.
Yamanaka en lugar de emplear retrovirus o lentivirus ha utilizado un plásmido, una mocélula de ADN, que consigue transportar los cuatro genes en el interior del núcleo de la célula, sin integrarse en el genoma. "El truco ha sido en meterlo todo a la vez", explica Juan Carlos Izpisúa a elmundo.es. En lugar de recurrir a un 'taxi' para cada 'pasajero' se ha utilizado un monovolumen para los cuatro. No obstante, este método de momento sólo se ha probado en células del hígado de ratones (hepatocitos). "Lo que ocurre en el ratón no siempre ocurre en el humano", señala Izpisúa quien comenta que su equipo está probando una técnica similar en células humanas, aunque de momento está en desarrollo.