Los científicos y colegas de Salk han propuesto nuevos criterios moleculares para juzgar cuán cerca se acerca cualquier línea de células madre generadas en laboratorio para imitar las células embrionarias vistas en las primeras etapas del desarrollo humano, conocidas como células madre ingenuas. Las pruebas encontraron que noLos protocolos actuales conducen a células madre verdaderamente ingenuas, pero las pautas pueden ayudar a los investigadores a lograr ese objetivo al señalar dónde se queda corto cada método actual. La generación de células madre ingenuas sería una bendición tanto para la investigación básica como para las aplicaciones médicas de las células madre, comotejido en crecimiento para reemplazo de órganos.
"El estado ingenuo potencialmente tiene una mayor capacidad para generar diferentes tipos de tejidos y podría tener muchos usos para la medicina regenerativa", dice el autor principal Joseph Ecker, profesor y director del Laboratorio de Análisis Genómico de Salk e investigador del Instituto Médico Howard Hughes. El trabajofue publicado en línea el 14 de julio de 2016 en Célula madre celular .
Si bien las células madre, células que tienen el potencial de diferenciarse en otros tipos de células, existen en humanos adultos, las células madre más útiles son las que se encuentran en los embriones, que son pluripotentes, capaces de convertirse en casi cualquier célula del cuerpoLos investigadores han desarrollado cócteles de moléculas que hacen retroceder el tiempo de las células adultas para que actúen como células madre llamadas células madre pluripotentes inducidas o iPSC, y también han cultivado líneas de células madre derivadas directamente de embriones ESC.están siendo formulados para persuadir a los ESC "cebados", que se parecen más a las células de los embriones posteriores a la implantación, en el tiempo aún más para parecerse a las células madre ingenuas, que se encuentran en los embriones previos a la implantación solo días después de la fertilización.pizarras en blanco que forman la base no solo de todas las células del cuerpo humano, sino también de las células que forman la placenta para sostener un embrión.
"En nuestra opinión, la mayoría de los protocolos publicados para generar las llamadas células madre ingenuas no son convincentes porque producen células que son muy parecidas a las células iniciales; no hay mucha diferencia en la expresión génica", dice co-seniorautor Rudolf Jaenisch del Instituto Whitehead para la Investigación Biomédica y el Instituto Tecnológico de Massachusetts.
Ecker, trabajando en estrecha colaboración con Jaenisch y otros colaboradores en Whitehead y la Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, quería ver si estas nuevas técnicas destinadas a inducir el estado ingenuo de las células madre realmente hicieron eso. Realizaron una serie de pruebas moleculares en el "preparó "células y ESC que habían estado expuestos a factores que se cree que inducen ingenuidad. Ellos estimaron los estados de los dos ESC comparando sus propiedades moleculares y las células de varias etapas en el desarrollo embrionario de estudios previos.
Descubrieron que tres pruebas principales eran más indicativas de la diferencia entre las células madre ingenuas y otras células madre, lo que les permitió colocar cada línea de ESC correctamente a lo largo de esta línea de tiempo. Primero, midieron los niveles de expresión de transposones, secuencias de ADN que puedensaltan alrededor del genoma. Descubrieron que la expresión de ciertos transposones era indicativa de células madre vírgenes. Luego, descubrieron que los genomas de las células madre embrionarias vírgenes tienen menos metilación: la adición de grupos metil químicos a lo largo del ADN. Luego estudiaronEl estado de los cromosomas X en las células vírgenes de embriones femeninos, que contienen dos cromosomas X activos, a diferencia de las células embrionarias más maduras que han silenciado una X.
En conjunto, las tres pruebas incluyen decenas de miles de biomarcadores genéticos para caracterizar el estado de desarrollo de las células madre, dice el coautor principal Didier Trono de la Ecole Polytechnique Federale de Lausanne. "Es probable que este tipo de análisis se convierta en un estándar de oro"para el control de calidad de las células madre, incluidas las células madre pluripotentes inducidas, ya sea para ser utilizadas únicamente en investigación o previstas para aplicaciones clínicas ", dice.
Cuando los métodos actuales para generar células madre ingenuas en el laboratorio se juzgaron usando las tres pruebas, cada uno no logró imitar a las células embrionarias ingenuas de diferentes maneras. Una nueva técnica, por ejemplo, condujo a células que tenían dos cromosomas X activos perono coincidía con los patrones de metilación exactos deseados.
"Esto realmente fue una comparación de los métodos existentes, aplicando los mismos criterios a cada método y viendo dónde está cada estado celular", dice Ecker. "Algunas de estas células terminaron en estados más tempranos en desarrollo y otras más tarde en desarrollo"."
Thorold Theunissen, becario postdoctoral en el laboratorio de Jaenisch y coautor del estudio, dice: "Nuestro trabajo proporciona un conjunto riguroso de criterios para comparar las células madre humanas vírgenes con sus contrapartes en el embrión humano temprano. Los estudios anteriores se basaron principalmente encomparaciones con células madre de ratón, que son muy divergentes de las humanas ".
Los científicos esperan que otros equipos de investigación adopten sus criterios para juzgar sus propios métodos y líneas celulares. "Los perfiles de transposón y metilación son bastante estándar en términos de técnica y protocolo, por lo que es bastante fácil para otros laboratorios repetir el experimento, porejemplo, células ingenuas de un método recientemente desarrollado ", dice Yupeng He, un estudiante graduado en el laboratorio de Ecker que ayudó a dirigir el trabajo.
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Materiales proporcionado por Instituto Salk . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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