Los investigadores han identificado los factores necesarios para difundir células origen ingenuas mediante la reprogramación – ScienceDaily

Las células madre pluripotentes humanas (PSC) son una herramienta útil para los investigadores que investigan cómo las células se especializan para formar cada tejido de nuestro cuerpo. Vienen en dos estados diferentes, preparados e ingenuos. Ambos tipos de PSC pueden autorrenovarse y diferenciarse en nuevos tipos de células, pero tienen funciones y características moleculares distintas.

El líder del grupo, Peter Rugg-Gunn, explicó la importancia de estas células: «Las PSC humanas en estado ingenuo replican las características moleculares y celulares clave de las células en un embrión en etapa de preimplantación. Es importante destacar que cuando se alienta a las PSC ingenuas a autoorganizarse en particular condiciones, forman estructuras que se asemejan a una etapa temprana de desarrollo de blastocisto. Al cultivar estas células en el laboratorio, podemos aprender sobre los eventos clave que ocurren durante el desarrollo humano, y tienen usos potenciales en la medicina personalizada. Pero necesitamos crear alta -poblaciones de células madre estables y de calidad para poder realizar nuestros experimentos».

Las células madre pluripotentes se forman a partir de embriones o utilizando métodos ganadores del Premio Nobel para eliminar la identidad celular de células especializadas. La mayoría de los experimentos de reprogramación generan PSC preparadas, que tienen un desarrollo más avanzado que las PSC ingenuas. Las PSC ingenuas se pueden recolectar directamente de embriones humanos previos a la implantación o, más comúnmente, los investigadores exponen las PSC preparadas a condiciones que las inducen a convertirse en PSC ingenuas. Los métodos existentes para la reprogramación eran ineficientes y lentos, lo que impedía que los investigadores produjeran rápidamente la cantidad de células madre de alta calidad que necesitaban.

Adam Bendall, estudiante de doctorado e investigador principal del estudio, dijo: «Se sabía muy poco sobre qué factores genéticos y epigenéticos se requieren para la reprogramación de células ingenuas, y esta brecha de conocimiento limitó el diseño de las condiciones de reprogramación».

La baja eficiencia de la reprogramación ingenua sugiere la presencia de barreras que limitan las células para alcanzar el estado ingenuo. Adam y sus colegas perfeccionaron estas barreras mediante la realización de una pantalla genética a gran escala para identificar los genes que dificultan y ayudan a la reprogramación. Pudieron identificar una gran cantidad de genes que tienen un papel crucial en la programación ingenua de PSC que no se habían relacionado previamente con el proceso.

El equipo se centró en un complejo epigenético en particular, el complejo PRC1.3, que regula la expresión génica sin alterar la secuencia de ADN subyacente, y que encontraron esencial para la formación de PSC vírgenes. Sin este complejo, las células que se someten a la reprogramación se convierten en un tipo de célula completamente diferente en lugar de PSC ingenuas. Esto sugiere que la actividad de PRC1.3 podría alentar a más células a reprogramarse adecuadamente, lo que en efecto reduce la barrera.

Después de identificar los factores que promueven la reprogramación, los investigadores también observaron los factores que impiden la reprogramación, ejemplificados en su estudio por una proteína epigenética llamada HDAC2. La Dra. Amanda Collier, primera autora del artículo, explicó: «De manera emocionante, cuando inhibimos uno de estos factores usando químicos selectivos, la reprogramación ingenua del PSC ocurrió de manera más eficiente y rápida. Podemos verlo desde ambos lados; podemos eliminar las barreras e introducir los factores que empujan a las células hacia el cambio de estado”.

Esta investigación no solo mejora la capacidad de los científicos para producir PSC ingenuas humanas, sino que proporciona detalles sobre los eventos moleculares que ocurren durante la transición del estado celular en sí, algunos de los cuales se conservan en la regulación del desarrollo en embriones humanos.

El laboratorio de Rugg-Gunn está reuniendo las piezas de un rompecabezas más grande: la mejor comprensión de la formación y el control de las células madre ingenuas. Su investigación anterior ha identificado factores moleculares que ayudan a mantener las células en una etapa ingenua. El líder del grupo, Peter Rugg-Gunn, dijo: «Al desarrollar nuestras herramientas para manipular células madre pluripotentes, podemos dedicar más tiempo a hacer preguntas importantes sobre el embrión previo a la implantación. plantean la posibilidad de usar estas células en modelos de enfermedades personalizados o terapias celulares, aunque esto requerirá más investigación sobre cómo diferenciar las PSC ingenuas en tipos de células especializadas».

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Instituto Babraham. Notas: El contenido se puede editar por estilo y longitud.