Imagine que viaja de Madrid a Tokio. Hace siglos trasladarse entre estas dos ciudades parecía una hazaña casi imposible, sin embargo, gracias a los avances en aeronáutica y telecomunicaciones se ha logrado unir estos dos puntos del planeta de una forma relativamente sencilla. Pero, ¿sabría usted detallar la ruta exacta que realizará en ese trayecto? Quizás a priori no sea fácil pero si lo estudia de forma meticulosa podría explicar punto por punto los pasos de su traslado, aunque los miles de datos al respecto están en la caja negra del avión. Pues eso es lo que han conseguido -por lo menos en parte- varios grupos de investigadores con la técnica que consigue transformar células adultas en otras más básicas y plásticas similares a las células madre embrionarias: precisar la ruta de la reprogramación celular. Además, en el camino, han identificado un nuevo tipo de células madre al que han denominado células F.
La reprogramación celular fue conocida mundialmente cuando el japonés Shinya Yamanaka inventó en 2006 un método fácil para hacer que una célula diera marcha atrás a su reloj biológico. El investigador usó cuatro genes o factores de reprogramación que al añadirlos en una célula adulta eran capaces de transformarla en una célula más básica, similar a las células madre embrionarias, y capaz de convertirse en cualquier otro tipo de célula. Este hallazgo, gracias a su aparente simplicidad, fue acogido con fuerza entre muchos otros grupos de científicos que se lanzaron a imitarlo e iniciaron así una nueva rama de investigación cuyo objetivo principal, aunque tiene varios, es lograr tejidos de repuesto para suplantar a otros viejos o deteriorados por una enfermedad.
Desde 2006, han sido miles los experimentos hechos con esta técnica. Sin embargo, también han sido miles las variaciones obtenidas en los resultados. Por lo general, el procedimiento no es muy eficaz en lograr esa transformación, es decir, se requiere un gran número de células al inicio para obtener finalmente un reducido número de células pluripotentes viables. Además, las células conseguidas en los distintos laboratorios difieren entre sí, algunas parecen mejores, otras más eficaces y tampoco son totalmente iguales a las más plásticas y potentes que son las células madre embrionarias, que también son las más cuestionadas porque se obtienen de embriones.
Aunque el método de la reprogramación inventado por Yamanaka (y sus variantes posteriores) es fácil de aplicar, también se trata de un proceso complicado. El problema es que los científicos lograron un avión en 2006 -la técnica de la reprogramación- para llegar de una célula a otra, pero la realidad es que están en la era de Marco Polo en cuanto a la comprensión de cómo es la ruta de ese viaje -la reprogramación-. "Es todavía realmente un proceso confuso. Es muy complicado lo que estamos haciendo", explica el biólogo molecular Knut Woltjen del Centro para la Investigación y Aplicación de Células iPS en la Universidad de Kioto, Japón, en un artículo que publica la revista Nature junto con los cinco estudios donde se detallan los resultados de este consorcio y que recoge esta publicación y Nature Communications.
Las investigaciones forman parte del trabajo de un consorcio internacional, denominado Project Grandiose, que dio a conocer Andras Nagy, del Instituto de Investigación Lunenfeld-Tanenbaum del Hospital Monte Sinai en Ontario (Canadá), en la reunión de la Sociedad Internacional para la Investigación en Células Madre (ISSCR) en 2011. Su objetivo ha sido analizar exhaustivamente cómo funciona la reprogramación celular en células de ratones, qué factores intervienen en la transformación celular y qué productos se obtienen en ese proceso. En este primer análisis han participado centros de Australia, Estados Unidos, Canadá, Holanda y Corea del Sur.
Además de ser el análisis más detallado hasta el momento de la técnica de la reprogramación celular y de ofrecer los componentes de este procedimiento, estos investigadores han identificado un nuevo tipo de células, denominado células F, por el término en inglés fuzzy, algo así como desdibujado en español.
"Hemos descrito con un detalle como nunca se había hecho hasta ahora los cambios moleculares que tienen las células cuando se reprograman a células madre y también hemos descubierto un nuevo tipo de células pluripotentes que pueden verse como un prototipo para la producción de células terapéuticas", explica Thomas Preiss, profesor del departamento de Biología Genómica de la Universidad Nacional de Australia y uno de los investigadores que han estado involucrados en este trabajo.
Las células iPS y las células madre embrionarias tienen propiedades idénticas, pero las células iPS son derivadas de células adultas y las embrionarias de un embrión. "Estas células F son otros estados de pluripotencia que surgen durante la reprogramación", afirma Mira Puri del Instituto Lunenfeld-Tanenbaum.
Las células F son más fáciles de obtener, de forma más barata y crecen mucho más rápido en cultivo en comparación con las células iPS, explica otro de los científicos involucrados en este trabajo, Albert Heck, del Centro Bijvoet para la Investigación Biomolecular de la Universidad de Utrecht (Holanda).
En este centro holandés estuvo trabajando Javier Muñoz que ahora es jefe del departamento de Proteómica en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) en Madrid. "Estuve cinco años involucrado en el análisis proteómico de la reprogramación que ha supuesto un gran desafío técnico porque hemos analizado cómo cambia el proteoma cada dos días a lo largo de tres semanas que es lo que tardan en reprogramarse los fibroblastos en células iPS", explica. En este análisis comprobaron que las células de la piel de ratón tardan 48 horas en cambiar desde que se añaden y expresan los cuatro factores de la reprogramación. "Esto es sorprendente porque el cambio es completo".
En cuanto a la identificación de las células F, Juan Carlos Izpisúa, del Laboratorio de Expresión Génica en el Instituto Salk de La Jolla (California, EEUU), señala que una de las ventajas de estas células es su crecimiento más rápido. "Por tanto son ideales para una producción a gran escala, que sería necesaria para futuras terapias celulares. Sin embargo, actualmente no está clara la futura aplicación de estas células puesto que dependen de la expresión de los transgenes (o factores de transcripción) y aún no han sido obtenidas en humanos".
Para Angel Raya, director del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMRB), este es "un trabajo que genera una cantidad enorme de datos que ponen a disposición pública. Te da un mapa de cómo sucede la reprogramación. Es una información que costará tiempo en interpretar su importancia y funcionalidad. La limitación que veo a priori es que en este trabajo utilizan los cuatro factores de Yamanaka pero de una forma diferente. Quizás las células F identificadas no se vean con otras variaciones o células".
Gracias al trabajo de este consorcio ahora "se tiene la foto de varios puzzles, uno es el proteoma, otro el transcriptoma, el epigenoma... y más adelante tendremos al foto global del proceso", añade Muñoz. Básicamente es como si, gracias a esta investigación, se hubieran obtenido el mapa de la ruta aérea de Madrid a Tokio, el de la ruta terrestre, el catálogo de las personas que participan en esa ruta... Todos los componentes que hacen que uno pueda viajar de una ciudad a otra, de convertir una célula en otra. En este caso el objetivo no es llegar a Tokio sino una vez allí conseguir una herramienta que sea de gran ayuda para nuestra salud: una célula de repuesto que valga para cualquier tejido enfermo. De momento, se han descrito los pasos de un procedimiento que ha logrado mucho en el laboratorio y poco en la clínica ya que todavía no ha demostrado ser seguro para su uso médico, algo que miles de investigadores buscan.
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