Gracias al uso de transferencia nuclear de células somáticas, un equipo de científicos dirigido por el doctor Dieter Egli, del New York City Stem Cell Foundation Research Institute (NYSCF) y el doctor Mark Sauer, del Centro Médico de la Universidad de Columbia, en Nueva York, Estados Unidos, han creado la primera línea de células madre embrionarias específicas de cada enfermedad con dos juegos de cromosomas.
Según publica 'Nature', obtuvieron células madre embrionarias añadiendo núcleos de células adultas de la piel a los ovocitos no fecundados de donantes por un proceso llamado transferencia nuclear de células somáticas (SCNT, por sus siglas en inglés).
Las células madre embrionarias se crean a partir de un donante adulto con diabetes tipo 1 y un control sano. En 2011, el equipo informó de la fabricación de la primera línea de células embrionarias de la piel humana mediante transferencia nuclear, cuando diseñaron células madre y células beta productoras de insulina en pacientes con diabetes tipo 1. Sin embargo, esas células madre eran triploides, lo que significa que tenían tres conjuntos de cromosomas y, por lo tanto, no podían utilizarse para nuevas terapias.
Los investigadores superaron ese último obstáculo en la fabricación de células madre personalizadas que pueden ser utilizadas para desarrollar terapias celulares para cada paciente al demostrar la posibilidad de hacer una línea de células madre embrionarias de pacientes específicos que tiene dos juegos de cromosomas (un estado diploide), el número normal en las células humanas.
Los informes de 2013 demostraron la capacidad de reprogramar fibroblastos fetales usando SCNT, pero este último trabajo confirma la primera derivación exitosa mediante SCNT de células madre pluripotentes diploides de adulto y células somáticas neonatales.
"Desde el principio, el objetivo de este trabajo ha sido crear células madre específicas del paciente a partir de un sujeto humano adulto con diabetes tipo 1 que puede dar lugar a las células perdidas en la enfermedad --resume el doctor Egli, científico de NYSCF que dirigió la investigación y realizó muchos de los experimentos--. Al reprogramar células a un estado pluripotente y hacer células beta, estamos un paso más cerca de lograr tratar a los pacientes diabéticos con sus propias células productoras de insulina".
La investigación es la culminación de un esfuerzo iniciado en 2006 para diseñar líneas de células madre embrionarias específicas para cada paciente a partir de pacientes con diabetes tipo 1. Estas personas carecen de las células beta productoras de insulina, lo que resulta en deficiencia de insulina y niveles altos de azúcar en sangre, por lo que la producción de células beta a partir de células madre para el trasplante es muy prometedora como tratamiento y una potencial cura para la diabetes tipo 1.
Como las células madre se realizan utilizando las propias células de la piel de un paciente, las células beta para la terapia de reemplazo serían autólogas o desde el paciente, haciendo coincidir el ADN del paciente.
La generación de células beta autólogas mediante SCNT es sólo el primer paso en el desarrollo de una terapia de reemplazo celular completa para la diabetes tipo 1, enfermedad en la que el sistema inmunológico del cuerpo ataca a sus propias células beta. Por lo tanto, se está trabajando en distintas instituciones para desarrollar estrategias con el fin de proteger a las células beta existentes y ofrecer una terapéutica contra el ataque por el sistema inmune, así como para impedir ese ataque.
La técnica descrita en este nuevo informe también puede ser traducida para su uso en el desarrollo de terapias celulares autólogas personalizadas para muchas otras enfermedades y condiciones como la enfermedad de Parkinson, la degeneración macular, la esclerosis múltiple y las enfermedades del hígado y para reemplazar o reparar los huesos dañados.
Como parte de los trabajos, los científicos analizaron sistemáticamente los factores que afectan a la derivación de células madre después de SCNT. Se ha intentado durante mucho tiempo reprogramar células de la piel de un paciente de diabetes tipo 1 por SCNT pero ha sido un reto difícil de conseguir debido a las dificultades logísticas para obtener ovocitos humanos para la investigación, así como comprender completamente la biología de los ovocitos humanos.
Los científicos vieron que la adición de productos químicos específicos, llamados inhibidores de las histona-deacetilasas, y un protocolo eficiente para la activación de ovocitos humanos eran fundamentales para lograr el desarrollo de la etapa en la que se derivan las células madre embrionarias.
Como una optimización adicional del protocolo SCNT, los investigadores descubrieron que era importante mantener la integridad de la membrana plasmática durante la manipulación, y que al hacerlo, el agente utilizado en las manipulaciones tenía que estar en una dosis baja.
Los investigadores aplicaron este protocolo optimizado para las células de la piel de un recién nacido del sexo masculino y las células del paciente adulto con diabetes tipo 1. A partir de estas dos líneas celulares, los científicos produjeron un total de cuatro líneas de células madre embrionarias derivadas de SCNT, todas ellas diploides y que podían dar lugar a neuronas, células pancreáticas y de cartílago, así como varios otros tipos de células, demostrando su pluripotencia.
Es importante destacar que las células de la diabetes tipo 1 del paciente también dieron lugar a células beta productoras de insulina. Por lo tanto, éste es el primer informe de derivación de células madre pluripotentes diploides de un paciente y, junto con un artículo publicado en la revista 'Cell Stem Cell', también es el primero sobre líneas de células madre embrionarias diploides derivadas de un ser humano tras su nacimiento.
NYSCF continúa con la investigación mediante SCNT a pesar de los muchos obstáculos científicos y a la luz de la llegada de las células madre pluripotentes inducidas (iPS), ya que aún no está claro qué tipo de células madre servirán para los tratamientos personalizados. Muchos pensaron que las células iPS, las primeras creadas a partir de células humanas en 2007, reemplazarían la necesidad de generar células madre embrionarias específicas para cada paciente, reprogramando genéticamente células adultas en iPS.
Sin embargo, no está claro cómo las células iPS son similares a las células madre embrionarias de origen natural, que siguen siendo el estándar de oro, y cuál será el tipo de célula preferida para las terapias. A pesar de que ahora es posible diseñar líneas de células madre con el genotipo de un paciente usando tecnología iPS, la generación de células madre utilizando ovocitos puede tener una ventaja para su uso en el reemplazo de células para enfermedades como la diabetes tipo 1.
Generar líneas de células madre pluripotentes por SCNT utiliza ovocitos humanos mientras que las células iPS usan ADN recombinante, ARN o productos químicos, cada uno de los cuales requiere sus propias pruebas de seguridad y su aprobación para uso clínico.
Los ovocitos humanos ya se utilizan rutinariamente en todo el mundo para generar células clínicamente relevantes. La generación de líneas de células madre pluripotentes utilizando ovocitos humanos puede, por lo tanto, ser particularmente adecuada para desarrollar terapias de reemplazo celular, por lo que este trabajo aporta a los científicos un paso importante para acercarse a este objetivo.
