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Consiguen convertir células adultas de piel en células cardíacas de manera eficiente sin necesidad de pasar a través del laborioso proceso de generación de células madre.

Han producido células cardíacas maduras a partir células de piel. Fuente: Scripps Research Institute.

Las células de los animales pluricelulares se van diferenciando durante el desarrollo embrionario para especializarse en ser células de los diferentes tejidos en un proceso de diferenciación en el que los distintos tipos de células se dividen como las ramas de un árbol. Cuanto más complejo es un animal mayor será el número de tejidos del que coste su cuerpo y células que los forman. Una vez se tienen los distintos tejidos, el comportamiento reproductor de las células que los componen puede ser diferente. Mientras que una herida en la piel cicatriza gracias a que las células de la misma se dividen y multiplican (incluso mucho tiempo de haber pasado por la fase embrionaria), otras células, como las neuronas o las células cardíacas, prácticamente no tienen esa capacidad. En ese caso se tiene un conjunto más o menos fijo de células que forman el tejido, aunque hay excepciones.
El primer conjunto de células que dan lugar a todas las demás son las células madre* embrionarias, que son pluripotentes, es decir, que pueden trasformarse en cualquier otra. Una vez se van se especializan ya no vuelven espontáneamente hacia fases previas. Ciertos genes se activan para impedir eso mismo, en una suerte de mecanismo de “rueda dentada y uñeta” que impide la vuelta atrás.
Cuando se intentó usar células madre embrionarias en ensayos experimentales con animales se vio que podían formar tumores con facilidad, por lo que se comprobó que su uso era muy peligroso. Luego se vio que ciertas partes del cuerpo contenían células madre que mantenían cierta capacidad de pluripotencia, células que podían usarse para crear otros tipos de células en terapias regenerativas. En este campo todavía se está investigando.
Por otro lado, un grupo japonés vio en 2006 que era posible tomar una célula ya especializada y revertirla hasta su estadio de célula madre (célula madre pluripotente inducida), eliminando ese mecanismo de “uñeta” a través de un laborioso proceso en el que se insertaban un determinado conjunto de genes (¡sólo cuatro!). La idea era tomar células del paciente (para que no haya rechazo), llevarlas “hacia atrás” hasta un estadio con propiedades pluripotentes, cultivarlas y especializarlas en el tipo de células específicas del tipo deseado e inyectarlas en el paciente para así regenerar el tejido dañado.
Ciertos problemas con esa idea hicieron que, desde entonces, se investigara en un proceso que llevase a una célula especializada de alta disponibilidad a otro tipo de célula sin pasar por el estadio de células madre pluripotente inducida (CMPI). Ahora, científicos del Instituto de Investigación Scripps han conseguido convertir células adultas de piel en células cardíacas de manera eficiente sin necesidad de pasar a través del laborioso proceso de generación de células madre pluripotentes inducidas. Esta tecnología podría dar lugar a nuevos tratamientos para una amplia gama de enfermedades o heridas en las que estén implicadas pérdidas de células, como en el caso del Parkinson, Alzheimer y enfermedades cardíacas.
Según Sheng Ding este logro representa un nuevo paradigma en la reprogramación de células madre. Espera que este nuevo sistema pueda superar los problemas de seguridad y técnicos asociados al tratamiento con terapias regenerativas con celulares madre.
La capacidad, lograda en 2006, de revertir una célula cualquiera hasta un estadio de célula madre pluripotente inducida fue un gran avance, pero hay que superar ciertos obstáculos antes de usarlo como terapia. El proceso es sobre todo tedioso y se necesitan de dos a cuatro semanas para crear este tipo de células a partir de células de la piel. Además, el proceso es poco eficiente, pues sólo una célula entre miles realiza una transformación completa. Después hay que hacer el proceso contrario y convertir esas células en las células deseadas. Esta parte del proceso no es tampoco eficiente al 100% y algunas células madre pluripotentes inducidas se resisten a ser, por ejemplo, células cardíacas. Si se inyecta en ratones células cardíacas obtenidas de este modo, entre las cuales todavía queden algunas CMPI, entonces crecen tumores en el animal.
Ding y sus colaboradores querían tomar un atajo que evitase esos problemas y obtener células cardíacas a partir de células de piel directamente. Lo han logrado introduciendo los mismos cuatro genes usados para obtener CMPI, pero en lugar de permitir que estos genes continúen activos en las células durante varias semanas los desactivan al cabo de unos pocos días, mucho antes de que se transformen en CMPI. Una vez que los genes son desactivados los investigadores envían señales químicas usando determinados factores de crecimiento a las células para que se transformen en células cardíacas que latan como lo hacen las normales. El proceso total se completa en sólo 11 días. Escogiendo los factores adecuados se podrían obtener, por ejemplo, neuronas o células pancreáticas.
Según los investigadores, además de ser un proceso fantástico de ver, es un protocolo totalmente distinto a los anteriores y constituye un nuevo paradigma.
En futuras investigaciones esperan modificar el proceso para ver si se puede obtener el mismo resultado sin necesidad de introducir esos cuatro genes debido al riesgo de aparición de tumores asociado a ellos visto en el pasado.
Otros grupos ya han visto que se pueden especializar células mecánicamente al reformarlas o estirarlas, algo que pasa durante el desarrollo embrionario.
Quedémonos con la imagen, real y no metafórica, de tomar unas células de la piel, manipularlas un poco, y ver como literalmente empiezan a palpitar al cabo de un tiempo sobre la placa Petri.

*Por desgracia al final se ha aceptado el término «células madre» y no «células troncales» (stem cells) que más descriptivo.

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Nota importante.

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.
Entrevista de la NPR al investigador (mp3 en inglés).