Una proteína clave controla las propiedades de las células madre que podrían hacerlas más útiles en la medicina regenerativa, según un estudio dirigido por investigadores de Mount Sinai y publicado en la revista Célula madre celular .
Cada uno de nosotros se desarrolla a partir de una sola célula no especializada en cientos de diferentes tipos de células específicas. Las células madre se multiplican proliferan y maduran diferencian en el útero para convertirse en músculos, huesos, nervios, etc. Para hacer que las células madre sean la base deSin embargo, para tratamientos médicos seguros, el campo necesitaría la capacidad de controlar estrictamente la pluripotencia de las células madre, la capacidad de convertirse en muchos tipos de células y la autorrenovación o la inmortalidad, la capacidad de seguir dividiéndose y multiplicándose a lo largo del tiempo en una rotación constante.
Esta elusiva estabilidad debe lograrse antes de que los suministros de células madre puedan mantenerse a mano hasta que sea el momento de convertirlos en reemplazos de, por ejemplo, glóbulos rojos deformes vistos en la anemia falciforme o glóbulos blancos anormales que causan leucemia. También limita el uso deHasta la fecha, las células madre terapéuticas, la autorrenovación, una cualidad tan vital para un feto de rápido crecimiento, también pueden ser una fuente de riesgo de cáncer cuando el azar, la multiplicación celular ilimitada resulta en el crecimiento anormal de tejido que se observa en los tumores.
En el estudio actual, los investigadores de Mount Sinai descubrieron que la proteína llamada "proteína de dedo de zinc 217" ZFP217 regula las acciones de los genes que mantienen un equilibrio entre la autorrenovación y la diferenciación de las células madre. Los resultados del estudio se encontraron usando embriones de ratóncélulas madre, que son buenos modelos celulares para el estudio de procesos vistos en células madre humanas.
"La esperanza es que ZPF217 pueda usarse para mantener los suministros de células madre terapéuticas", dijo el autor principal del estudio Martin Walsh, PhD, Profesor Asociado de Pediatría, Biología Estructural y Química, y Genética y Ciencias Genómicas de la Escuela de Medicina Icahnen Mount Sinai. "Al mismo tiempo, dado que el ZNF217 humano está asociado con una pobre supervivencia en una variedad de cánceres, comprender cómo funciona esta proteína en condiciones fisiológicas puede ayudar a predecir el riesgo de cáncer, lograr un diagnóstico más temprano y proporcionar enfoques terapéuticos novedosos".
Los resultados del estudio se basan en conceptos básicos genéticos y epigenéticos, incluido que el modelo para el cuerpo humano está codificado en genes que dirigen la construcción de una o más proteínas. La expresión génica es el proceso donde la información almacenada como ADN es convertida transcrita porenzimas en moléculas relacionadas llamadas ARN, y luego en proteínas que forman las estructuras y señales del cuerpo.
Un transcriptoma es el conjunto de todas las moléculas de ARN transcritas en cada tipo de célula, y una lectura en la que los genes se activan en esa célula en ese momento. El ADN se transcribe en ARN mensajero ARNm que transporta el código a los ribosomas, el molecularmáquinas que construyen proteínas leyendo las instrucciones de ARNm. En varios puntos del proceso de activar genes, transcribirlos en ARN y luego traducirlos en proteínas, pueden producirse cambios químicos que fomentan o interfieren con la expresión de ese gen.
Esta es la ciencia de la epigenética, en la que los cambios químicos en el material genético activan o desactivan los genes sin cambiar el orden del código de ADN heredado de sus padres. La metilación, la unión química en un determinado punto de la cadena de ADN de un metilogrupo un átomo de carbono unido a tres átomos de hidrógeno, es un tipo común de cambio epigenético, regulador que puede "silenciar" un gen.
Si bien muchos mecanismos epigenéticos regulan la función genética a nivel de ADN, una ciencia emergente analiza la regulación a través de cambios químicos en los ARN en otro nivel de delicadeza reguladora.
N6-Metiladenosina m6A es la modificación de ARN más frecuente en las células humanas, que influye en la estabilidad y su capacidad para transportar mensajes genéticos. En el estudio actual, se descubrió que ZFP217 regula la deposición de m6A en los ARNm creados por la pluripotencia de las células madregenes adhiriéndose a otra enzima, m6A metiltransferasa 3 METTL3, y volviéndola inactiva. Esto evita metilaciones que de otro modo harían que las células madre se diferenciaran, poniendo fin a su autorrenovación y pluripotencia.
Al mismo tiempo, los resultados del estudio proporcionan un argumento adicional para la noción de que la metilación de m6A, parcialmente controlada por la señalización de ZFP217, es relevante en los cánceres humanos. La sobreexpresión de ZNF217 proporciona una ventaja a las células tumorales al permitir que las células proliferen infinitamente y rechacen las víasque generalmente le dicen a las células que maduren en células funcionales hueso, sangre, células de la piel.
El equipo de investigación también descubrió que ZFP217 activa los genes importantes para la potencia, incluidos Nanog y Sox2. La expresión de ZFP217 puede verse influenciada por estos mismos factores en el tipo de circuito de retroalimentación visto en la regulación genética compleja.
Desde 2006, los investigadores han podido tomar células especializadas diferenciadas, como las células de la piel, y transformarlas en células madre pluripotentes inducidas o iPSC. Estas iPSC son genéticamente específicas para ese paciente. Esto ofrece la promesa de crear células madre terapéuticas personalizadasNanog y Sox2 se encuentran entre las enzimas utilizadas por los investigadores para generar iPSCs, por lo tanto, ZFP217 puede representar otra herramienta necesaria para lograr un control estricto sobre la reprogramación celular.
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Materiales proporcionado por El Hospital Mount Sinai / Escuela de Medicina Mount Sinai . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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