La reprogramación celular ofrece una oportunidad excepcional para la generación artificial de células madre para enfoques de medicina regenerativa en la clínica. Como los métodos actuales de reprogramación celular son de baja eficiencia, los investigadores de todo el mundo buscan aprender lecciones del embrión temprano que podrían llevarlos aUna generación más eficiente y más rápida de células madre totalmente reprogramadas y de alta calidad.
La Prof. Maria-Elena Torres-Padilla, Directora del Instituto de Epigenética y Células Madre de Helmholtz Zentrum München y su colega, el Dr. Adam Burton, están haciendo un trabajo pionero en este campo.
¿Por qué querríamos reprogramar las células?
Maria-Elena: ¿Te imaginas poder generar artificialmente células que puedan convertirse en cualquier tipo de célula? ¡Eso sería realmente fantástico! Llamamos a esta capacidad 'totipotencia' y es el nivel más alto de plasticidad celular. Cuando piensas enAl utilizar células sanas para reemplazar las células enfermas, por ejemplo en terapias de regeneración y reemplazo, debe pensar en cómo generar esas 'nuevas' células sanas. Para eso, a menudo necesita 'reprogramar' otras células, es decir, para poderpara cambiar una celda al tipo de celda de interés.
En la naturaleza, la reprogramación celular ocurre en el embrión temprano en la fertilización. Es un proceso puramente epigenético ya que el contenido de ADN de las células del embrión no cambia, solo los genes que expresan. La epigenética media los cambios en la expresión génica, es decir, la forma en que nuestros genesson "leídos" de nuestra composición genética, que es impuesta en gran medida por la cromatina. La cromatina es la estructura, en la cual se empaqueta el ADN de una célula, de modo que pueda encajar en el pequeño núcleo de una célula, y la heterocromatina se refiere alparte de nuestro ADN que está bien empaquetado y no es accesible.
Se sabe que la heterocromatina es un importante cuello de botella para la reprogramación celular artificial. Sin embargo, en los embriones, el proceso de reprogramación celular es extremadamente eficiente, algunas personas incluso piensan que es 100% eficiente. Por lo tanto, queríamos entender cómo funciona el embrión 'mantiene la heterocromatina bajo control "para que pueda ocurrir la reprogramación. Adoptar estrategias para la reprogramación basadas en nuestro conocimiento de cómo lo hace el embrión es muy prometedor. Estas estrategias pueden ayudarnos a aumentar la eficiencia de la reprogramación para la medicina regenerativa, una oportunidad excepcional yprioridad de investigación de los años venideros.
¿Cómo trata el embrión con la heterocromatina?
Adam: la heterocromatina está estrechamente controlada en el embrión desde el principio. En un modelo de ratón, vimos que la modificación de histona * H3K9me3, que es el marcador clásico de la heterocromatina, de hecho está presente en el embrión desde el principio. Por lo general,H3K9me3 se correlaciona fuertemente con el silenciamiento génico, lo que significa que los genes no pueden ser "leídos" de nuestra composición genética. Sin embargo, observamos que en el embrión muy temprano, sorprendentemente este no es el caso y que H3K9me3 es compatible con la expresión génica.Los principales hallazgos fueron descubrir que la enzima, que agrega la marca H3K9me3 a la histona, es inhibida por un ARN no codificante, lo que significa que hay un proceso activo en el embrión temprano que contrarresta el establecimiento de heterocromatina completamente funcional.concluyó que la heterocromatina en el embrión de mamífero temprano es inmadura porque no puede cumplir con su función típica, probablemente debido a la ausencia de otros factores heterocromáticos críticos, que ahora también somoso actualmente investigando
¿Cómo podríamos usar este nuevo conocimiento para la reprogramación de células artificiales?
Maria-Elena: Básicamente, lo que documenta nuestro trabajo es una forma potencial de "afinar" la heterocromatina. Estos hallazgos nos proporcionarán los factores que podemos manipular para hacer que la reprogramación celular artificial sea más eficiente y lograr mayores tasas de conversión celular.El mensaje clave para llevar a casa es que podemos aprender de la remodelación epigenética que ocurre durante el proceso natural de reprogramación en embriones en la fertilización y podemos transferir este conocimiento para mejorar las estrategias de reprogramación artificial actualmente ineficientes. De hecho, aprender lecciones del embrión permitirágeneración más eficiente y oportuna de células madre de alta calidad y totalmente reprogramadas, que son vitales para la implementación completa de los enfoques de medicina regenerativa en la clínica.
* Las histonas son proteínas básicas que son importantes para el empaquetamiento del ADN en la cromatina. El ADN se envuelve alrededor de un octamero de histona y esta estructura se conoce como nucleosoma. En general, la cromatina consiste en conjuntos de nucleosomas y bajo el microscopio esta estructura parececuentas de un collar.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz Zentrum München - Centro Alemán de Investigación para la Salud Ambiental . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :