Reprogramacion Celular 613624

Por: Juan de Dios Leal Pavón

REPROGRAMACION CELULAR “Un camino de ida y vuelta”

“La reprogramación celular nos permite convertir cualquier célula del cuerpo en una célula madre”

Introducción  Al nacer, el ser humano tiene una millonaria cuenta de células madre en su organismo. Como dinero, vamos invirtiendo nuestros ahorros en lo que necesitamos: reparar un hueso que se nos ha partido, reponer la piel que descamamos con el roce o el baño, mantener en buen estado la mucosa del tubo gástrico para que no nos dé gastritis, incluso, invertimos en la producción de insulina en el páncreas.  Una célula madre es una célula que tiene la capacidad de producir otras células diferenciadas, o especializadas, y tiene la capacidad de seguir dividiéndose y reemplazar las que se gastan. Por eso, mantener una gran cuenta de células madre, que permita al ser humano curar enfermedades, es una necesidad en la que investigadores de todo el mundo han trabajado para encontrar la manera de conservarla.

Clasificación de Células madre

Totipotenciales

Organismo completo (Espermatocito y Ovocito secundario)

Cualquier tipo de célula

Pluripotenciales (3 capas embrionarias) Según su potencial

CELULAS MADRE

Según su origen

Multipotenciale s

Varias tipos celulares

Unipotenciales

Un solo tipo celular

Células madre adulta

Celulas No diferenciadas

Celulas madre embrionarias

Cualquier tipo de célula

iPS

(Mesodermo)

(Reticulocitos-GR)

(Celulas madre hematopoyéticas y Mesenquimales)

(Sólo existen en las primeras fases del desarrollo embrionario)

Células madre pluripotentes inducidas (Son células adultas reprogramadas a comportarse como células madre embrionarias)

La proteína nanong, producto del gen del mismo nombre, y algunos otros factores de transcripción son posiblemente los responsables de que las células sean pluri o unipotentes.

Células madre adulta o Stem Cell

Multipotenciales

Unipotenciales

CELULAS

iPS

CELULAS

iPS

 Ciertos genes pueden ser introducidos en células adultas para reprogramarlas. Las células iPS resultantes se parecen a las células madre embrionarias y pueden diferenciarse en cualquier tipo de célula.

Factores

iPS

Los factores genéticos: Oct4, Sox2, c-Myc y Klf4, con los que reprograman la célula, son normales en ella, sólo que la célula los apaga en la medida en que se especializa. “Sería menos problemático si en lugar de introducir los genes son prendidos o reactivados”. Además de los genes, se agregan célula”.

retrovirus

para transcripción de ADN a ARN, y con esto “reprogramar a la

Cuando la célula necesita una determinada proteína, la región apropiada de la molécula de ADN se copia al ARN (proceso denominado transcripción). Estas copias de ARN7 se utilizan como moldes para la síntesis de proteínas (proceso denominado traducción). Estos factores de transcripción pueden ser generados a partir de distintos tipos de células como los fibroblastos, células epiteliales gástricas y hepatocitos de ratón adulto, y de fibroblastos de piel humana de adultos.

Reprogramación Embrionaria (indirecta)

La “reprogramación embrionaria” original de Yamanaka sigue siendo el método más prometedor para una futura medicina celular regenerativa debido a que las células madre embrionarias se multiplican con enorme rapidez y facilidad y p mantienen intactas sus propiedades y su integridad genética, algo que no pasa con los tipos celulares adultos que no crecen con la misma rapidez y que tienen tendencia a acumular alteraciones genéticas.

Reprogramación mediante Celulas iPS (Directa)

Hoy día es posible convertir células de piel (por ejemplo, fibroblastos de la endodermis que suelen ser las células más usadas por su fácil y cultivo) en tipos celulares tan diversos como neuronas, hepatocitos o cardiomicitos, y esto puede hacerse directamente, sin pasar por el estado de célula madre embrionaria, es lo que se llama "reprogramación directa“ (Ladewig et al., 2013).

Células iPS VS Células madre embrionarias  Las células madres embrionarias, tienen dos problemas, uno es la controversia ética a partir de la destrucción de embriones para aislar a las células madre embrionarias. El otro es el rechazo inmune, cuando las células derivadas de las células madre embrionarias son trasplantadas en humanos.  Al contrario de las células madres embrionarias, obtener células iPS no depende del uso de células de un embrión temprano.

La imagen corresponde a una colonia de células embrionarias obtenidas por reprogramación de células de la piel. Las células fueron teñidas con varios compuestos fluorescentes. El núcleo de las células (DNA, azul), los niveles de la proteína de pluripotencia OCT4 (verde, homogéneos en todas las células), y los niveles de la proteína de pluripotencia NANOG (rojo, heterogéneos). La heterogeneidad de NANOG refleja estados transitorios de la células madre: altos niveles de NANOG favorecen la autorrenovación; bajos niveles de NANOG favorecen la diferenciación. La imagen de la derecha muestra la mezcla (merge) de las tres imágenes precedentes. El experimento fue realizado por Lucía Morgado-Palacín (CNIO).

Futuros riesgos

 Existe riesgo de que los factores genéticos extraños insertados en el genoma de la célula blanco ocasionen mutaciones y otros cambios.  CMyc and Klf4 son oncogénicos. Estos riesgos se pueden reducir con el uso de vectores que no se integran al genoma y que se eliminan espontáneamente de las células después de varios pasos en el cultivo.

Futuras aplicaciones terapéuticas

De igual manera se pueden regenerar y diferenciar a células que han ido disminuyendo con el paso del tiempo, los miocitos, melanocitos, queratinocitos, osteoblastos, etc; teóricamente, se podría conseguir la “JUVENTUD ETERNA” mediante la reprogramación celular.

Actualmente…

Jugar a ser dios, quizás sea el mayor pecado que el ser humano pueda cometer, pero a veces vale la pena pecar

Bibliografía

 Reprogramación celular: como convertir cualquier célula del cuerpo en una célula madre pluripotente (Dra. Clara Gorodezky Lauferman)            

February 2013 Nature news article on planned clinical trial using iPS cells Reflexion ética alrededor de la reprogramación celular (Justo Aznar Lucea) Research into reprogrammed stem cells: an interactive timeline Novedades científicas: “Reprogramación nuclear y celular” por la Dra. Lilia Cruz de Montbrun, Miembro Correspondiente Nacional Reprogramación celular, el logro científico del año (Gabriela Rodríguez Salgado) Stem cell school - multimedia learning module on cellular reprogramming Shinya Yamanaka's discovery of iPS cells - original scientific paper Alzheimer Research Forum 4-part article on iPS cells and disease (September 2010) Nature news feature on challenges in the iPS field (May 2011) Danksagungen und Quellenangaben Una mirada a la reprogramación celular “Un camino de ida y vuelta” (Juan Carlos Giménez, UBA) La reprogramación celular: una tecnología de avanzada/Cell reprogramation: an advanced technology (Hugo Gonzáles Figueroa)