Publicado en 'Science'
En el pasado, los investigadores cultivaban células madre y esperaban a ver en qué tipos de tejidos se diferenciaban. Ahora, el objetivo es utilizar este sistema de marcas, fuera del ADN de la célula y de los genes, para predecir su eventual destino. Este sistema de control de la expresión genética se denomina epigenética.
Según el autor de este trabajo Kenneth S. Zaret, profesor de Biología Celular y del Desarrollo en la Universidad de Pennsylvania, "fue sorprendente ver diferencias en las marcas epigenéticas en el proceso de formación de células para el hígado frente al del páncreas antes de que se tomara la 'decisión' sobre el destino de estas célula". "Esto sugiere que podemos manipular las marcas para influenciar el destino de estas células u observarlas para predecirlo mejor antes en el proceso de diferenciación", asevera.
Para la directora del programa en la División de Genética y Biología del Desarrollo en los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos (NIH, por sus siglas en inglés), Susan Haynes, cuya organización ha financiado esta linea de investigación, "cómo las células se ven comprometidas con destinos concretos es una cuestión fundamental de la Biología del Desarrollo".
"Este trabajo proporciona importantes pistas sobre los primeros pasos de este proceso y sugiere nuevas aproximaciones para controlar el destino de las células madre en las terapias de medicina regenerativa", apunta.
Conocer el proceso por el que un embrión en desarrollo comienza a distribuir las distintas funciones a diferentes tipos de células es una cuestión clave para la biología del desarrollo y la medicina regenerativa.
OBJETIVO: REPROGRAMAR CÉLULAS MADRE
La orientación a lo largo del camino correcto es facilitada por las proteínas reguladoras que se agarran a los cromosomas, marcando que parte del genoma se exprese o no. Pero primero los dos metros de ADN fuertemente enrollado dentro del núcleo de cada célula deben ser aflojados un poco. Las proteínas regulatorias ayudan en este proceso, exponiendo un pequeño campo cerca del gen diana.
Las señales químicas procedentes de las células vecinas en el embrión les dicen a las células madre tempranas que activen los genes codificando proteínas. Estas, de una en una, guían a las células hasta que se convierten en células del hígado o del páncreas, en el caso descrito en el trabajo de Zaret. Durante varios años, este laboratorio ha descubierto una red de señales comunes en el embrión de los ratones que dirigen el desarrollo de este tipo de células específicas.
Estos investigadores habían demostrado antes que un factor de crecimiento particular que se agarra a la superficie de la célula da una señal química específica para un tipo de destino celular, promoviendo el desarrollo a lo largo del camino de las células del hígado y suprimiendo el desarrollo a lo largo de la vía de las células del páncreas. Las células del hígado y el páncreas se originan a partir del mismo tipo de células madre.
El equipo de Zaret averiguó qué encimas --denominado histona acetiltransferasa o metiltransferasa-- son relevantes para la formación del páncreas en la decisión del destino de las células entre el hígado y el páncreas. Los científicos utilizaron ratones en los que eliminaron la función de un tipo de encima frente a otra para inducir el desarrollo de menos células del hígado y más células pancreáticas.
El objetivo de estos investigadores es hacer células madre embrionarias para células beta del hígado o el páncreas para utilizarlas en investigación y terapias. Para lograrlo, imitaron los pasos del desarrollo embrionario para llegar de una célula madre embrionaria hasta una célula madura, pero no tenían forma de saber si estaban tras la pista correcta. Esperan que los resultados de este estudio puedan aplicarse en la valoración del estado epigenético de las células madre intermedias.
Según Zaret, "entendiendo mejor cómo una célula es programada normalmente los investigadores podrán reprogramar adecuadamente otras células".
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