Investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago han identificado un interruptor molecular que convierte las células de la piel en células que forman vasos sanguíneos, que en última instancia podrían usarse para reparar vasos dañados en pacientes con enfermedades cardíacas o para diseñar nuevas vasculaturas en el laboratorio.La técnica, que aumenta los niveles de una enzima que mantiene las células jóvenes, también puede evitar el envejecimiento habitual que sufren las células durante el proceso de cultivo. Sus hallazgos se informan en la revista circulación .
Los científicos tienen muchas formas de convertir un tipo de célula en otra. Una técnica consiste en convertir una célula madura en una célula madre "pluripotente", una que tenga la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula, y luego usar cócteles químicos paraconvencerlo para que madure en el tipo de célula deseado. Otros métodos reprograman una célula para que asuma directamente una nueva identidad, evitando el estado de las células madre.
En los últimos años, los científicos han comenzado a explorar otro método, un camino intermedio, que puede hacer retroceder el reloj de las células de la piel para que pierdan parte de su identidad de células maduras y se vuelvan más parecidas a las células madre.
"No vuelven a convertirse en una célula madre pluripotente, sino que se convierten en células progenitoras intermedias", dice el Dr. Jalees Rehman, profesor asociado de medicina y farmacología de la UIC, que dirigió el equipo de investigadores. Progenitorlas células pueden crecer en grandes cantidades suficientes para terapias regenerativas. Y a diferencia de las células madre pluripotentes, las células progenitoras solo pueden diferenciarse en unos pocos tipos de células diferentes. Rehman llama a este método para producir nuevas células "desdiferenciación parcial".
Otros grupos han usado esta técnica para producir células progenitoras que se convierten en células de los vasos sanguíneos. Pero hasta ahora, los investigadores no habían entendido completamente cómo funcionaba el método, dijo Rehman.
"Sin comprender los procesos moleculares, es difícil para nosotros controlar o mejorar el proceso para construir eficientemente nuevos vasos sanguíneos", dijo.
Su grupo descubrió que los progenitores podían convertirse en células de los vasos sanguíneos o en glóbulos rojos, dependiendo del nivel de un factor de transcripción de genes llamado SOX17.
Los investigadores midieron los niveles de varios genes importantes para la formación de vasos sanguíneos. Vieron que a medida que las células progenitoras se diferenciaban en células de vasos sanguíneos, los niveles del factor de transcripción SOX17 se elevaron.
Cuando aumentaron los niveles de SOX17 aún más en las células progenitoras, vieron que la diferenciación en las células de los vasos sanguíneos se mejoró aproximadamente cinco veces. Cuando suprimieron SOX17, las células progenitoras produjeron menos células endoteliales y en su lugar generaron glóbulos rojos.
"Tiene mucho sentido que SOX17 esté involucrado porque es abundante en el desarrollo de embriones cuando se forman vasos sanguíneos", dijo Rehman.
Cuando los investigadores incrustaron las células progenitoras humanas en un gel e implantaron los geles en ratones, las células se organizaron en vasos sanguíneos humanos funcionales. Las células de la piel que no habían sufrido una conversión no formaron vasos sanguíneos cuando se implantaron de manera similar.
Cuando implantaron las células progenitoras en ratones que habían sufrido daño cardíaco por un ataque cardíaco, las células implantadas formaron vasos sanguíneos humanos funcionales en los corazones de los ratones, e incluso se conectaron con los vasos sanguíneos de ratones existentes para mejorar significativamente la función cardíaca.
Las células cutáneas humanas adultas utilizadas por el equipo de Rehman se pueden obtener fácilmente mediante una simple biopsia de piel.
"Esto significa que uno podría generar vasos sanguíneos o glóbulos rojos específicos del paciente para cualquier persona individual", dijo Rehman. El uso de estas células personalizadas reduce el riesgo de rechazo, dijo, porque los vasos sanguíneos implantados tendrían la misma genéticamaquillaje como el destinatario.
Rehman y sus colegas notaron algo más sobre las células progenitoras: tenían niveles elevados de telomerasa, la enzima "antienvejecimiento" que agrega una tapa o telómero a los extremos de los cromosomas.cada vez que una célula se divide, se cree que contribuyen al envejecimiento de las células, ya sea en el cuerpo o en cultivo en el laboratorio.
"El aumento de la telomerasa que vemos en las células progenitoras podría ser un beneficio adicional de usar esta técnica de desdiferenciación parcial para la producción de nuevos vasos sanguíneos para pacientes con enfermedad cardíaca, especialmente para pacientes mayores", dijo Rehman. "Es posible que las células ya hayan acortado los telómeros debido a su edad avanzada. El proceso de conversión y expansión de estas células en el laboratorio podría hacer que envejezcan aún más y afectar su función a largo plazo. Pero si las células tienen niveles elevados de telomerasa, las células soncon menor riesgo de envejecimiento prematuro "
Si bien la telomerasa tiene beneficios, la enzima también se encuentra en niveles extremadamente altos en las células cancerosas, donde mantiene la división celular a toda marcha.
"Estábamos preocupados por el riesgo de formación de tumores", dijo Rehman, pero los investigadores no observaron ninguno en estos experimentos. "Pero para determinar realmente la eficacia y seguridad de estas células para los humanos, uno necesita estudiarlas másincluso períodos de tiempo más largos en animales más grandes "
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Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Chicago . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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