En un principio científico, los investigadores de los Institutos Gladstone convirtieron las células de la piel de los ratones en células madre activando un gen específico en las células utilizando la tecnología CRISPR. El enfoque innovador ofrece una técnica potencialmente más simple para producir el valioso tipo de célula y proporciona información importanteen el proceso de reprogramación celular.
"Esta es una nueva forma de hacer células madre pluripotentes inducidas que es fundamentalmente diferente de cómo se crearon antes", dijo el autor Sheng Ding, PhD, investigador principal de Gladstone. "Al comienzo del estudio, nosotrosno pensé que esto funcionaría, pero al menos queríamos intentar responder a la pregunta: ¿puedes reprogramar una célula simplemente desbloqueando una ubicación específica del genoma? Y la respuesta es sí ".
Las células madre pluripotentes pueden convertirse en prácticamente cualquier tipo de célula en el cuerpo. Como resultado, son un recurso terapéutico clave para afecciones actualmente incurables, como insuficiencia cardíaca, enfermedad de Parkinson y ceguera. También proporcionan excelentes modelos para estudiarenfermedades y herramientas importantes para probar nuevos medicamentos en células humanas.
En 2006, el investigador principal de Gladstone, Shinya Yamanaka, MD, PhD, descubrió que podía producir células madre, denominadas células madre pluripotentes inducidas iPSC, al tratar las células cutáneas ordinarias con cuatro proteínas clave. Estas proteínas, llamadas factores de transcripción,funcionan cambiando los genes que se expresan en la célula, desactivando los genes asociados con las células de la piel y activando los genes asociados con las células madre.
Aprovechando este trabajo, Ding y otros crearon iPSCs previamente no con factores de transcripción, sino agregando un cóctel de químicos a las células. El último estudio, publicado en Célula madre celular , ofrece una tercera forma de convertir las células de la piel en células madre mediante la manipulación directa del genoma de las células utilizando técnicas de regulación genética CRISPR.
"Tener diferentes opciones para hacer iPSCs será útil cuando los científicos enfrentan desafíos o dificultades con un enfoque", dijo Ding, quien también es profesor de química farmacéutica en la Universidad de California, San Francisco. "Nuestro enfoque podría conducir a unmétodo más simple para crear iPSCs o podría usarse para reprogramar directamente las células de la piel en otros tipos de células, como las células del corazón o las células del cerebro ".
CRISPR es una herramienta poderosa que puede manipular con precisión el genoma apuntando a una secuencia única de ADN. Esa secuencia de ADN se elimina o reemplaza permanentemente, o se activa o desactiva temporalmente.
El equipo de Ding apuntó a dos genes que solo se expresan en células madre y se sabe que son parte integral de la pluripotencia: Sox2 y Oct4. Al igual que los factores de transcripción, estos genes activan otros genes de células madre y desactivan aquellos asociados con diferentes tipos de células.
Los investigadores descubrieron que con CRISPR, podían activar Sox2 u Oct4 para reprogramar las células. De hecho, demostraron que apuntar a una sola ubicación en el genoma era suficiente para desencadenar la reacción en cadena natural que condujo a la reprogramación de la célula en un iPSC.
En comparación, cuatro factores de transcripción se usan típicamente para crear iPSCs usando el método original. Además, un factor de transcripción generalmente apunta a miles de ubicaciones genómicas en la célula y cambia la expresión génica en cada ubicación.
"El hecho de que la modulación de un sitio sea suficiente es muy sorprendente", dijo Ding. "Ahora, queremos entender cómo todo este proceso se extiende desde una sola ubicación a todo el genoma".
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Materiales proporcionado por Institutos Gladstone . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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