“Reprogramación nuclear y celular”

Dra. Lilia Cruz de Montbrun

RESUMEN

La posibilidad de usar células sanas para reemplazar las que están enfermas (terapia celular) en el tratamiento de numerosas enfermedades degenerativas y genéticas ha estimulado intensos esfuerzos de investigación en todo el mundo con el fin de desarrollar métodos que permitan obtener la gran variedad de células necesarias, que sean seguras y eficaces para los pacientes y aceptables desde el punto de vista ético.

Avances en esa dirección se han logrado recientemente con la introducción de nuevas técnicas de reprogramación nuclear y celular: cambios provocados en la expresión genética de un tipo de célula permiten que ésta se convierta en un tipo diferente. Así, por ejemplo, una célula cutánea se convierte en una neurona o una de páncreas exocrino en una célula beta productora de insulina (1).

En este trabajo nos referimos a la reprogramación de células diferenciadas a un estado pluripotencial para generar las llamadas células madre pluripotentes inducidas, CMPi, (en inglés iPSC), similares en morfología y función a las células madre embrionarias:

1. Reprogramación por genes de factores de transcripción introducidos a las células por vectores virales. Genes de Oct4, Sox2, c-Myc y K1f4 y retrovirus fueron utilizados con éxito por primera vez en la literatura para reprogramar fibroblastos de ratón (2). Con diversas combinaciones de factores de transcripción y vectores, en varios tipos celulares y especies, incluyendo humana, y con amplias variaciones en eficiencia y rapidez se ha obtenido CMPi (3-5). Destaca la alta eficiencia y rapidez de reprogramación a CMPih de queratinocitos primarios provenientes de biopsias de piel y de un solo pelo arrancado de la cabeza de un adulto, fuentes potencialmente muy favorables (4). Es muy interesante que la reprogramación de células madre neurales del adulto a CMPi puede lograrse con el solo factor OCT4, puesto que expresan en forma endógena Sox2, c-Myc y K1f4 (5).

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 (6).

2. Reprogramación por proteínas recombinantes H. Zhou y col. (7) utilizaron, en vez de material genético, los factores de transcripción Oct4, Sox2, c-Myc y K1f4, que son proteínas, combinadas por su extremo carboxílico con el péptido poliarginina (11R) capaces de atravesar las membranas celular y nuclear, para obtener células madre pluripotentes inducidas a partir de fibroblastos murinos, sin los riesgos antes mencionados.

Sería muy recomendable utilizar las proteínas recombinantes en los queratinocitos primarios, los cuales, según Assen y col. (4) son mucho más fáciles de reprogramar que los fibroblastos o en células madre neurales, las cuales requieren un solo factor (5).

Perspectiva: Los avances logrados en reprogramación celular son de alta significación para la investigación básica y clínica y hacen cada vez más factibles las tan esperadas terapias celulares con células específicas para pacientes específicos.

REFERENCIAS

1. Gurdon JB, Melton DA. Nuclear reprogramming in celIs. Science. 2008;322:1811-1815.        [ Links ]

2. Yu J, Vodyanik MA, Li C, Zhou J, Shi G, Ma Y, et al.Induced pluripotent stem ceil lines derived from human somatic cells. Science. 2007;318(5858):1917-1920.        [ Links ]

3. Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. CelI. 2006;126(4):663-676.        [ Links ]

4. Aasen T, Raya A, Barrero MJ, Garreta E, Consiglio A, González F, et al. Efficient and rapid generation of induced pluripotent stem cells from human keratinocytes Nature Biotch. 2008;26(11):1276-1284.        [ Links ]

5. Kim JB, Zachres H, Wu G, Gentile L, Ko K, Sebastiano V, et al. Oct4-lnduced pluripotency in adult neural stem celIs. CelI. 2009;136:411-419.        [ Links ]

6. Yu J, Hu K, Smuga-Otto K, Tian S, Stewart R, Slukvin II, et al. Human Induced Pluripotent Stem Cells Free of Vector and Transgene Sequences. Science.2009;324:797-801.        [ Links ]

7. Zhou H, Shili Wu, Jier Young J, Saryong Z. Generation of induced pluripotent stem cells using recombinant proteins. CelI Stem CelI. 2009;4(5):381-384.        [ Links ]