Un baile de coordinación para diferenciar células madre

stemcell

Células madre hasta en la sopa. Se ofrecen como la panacea para combatir el envejecimiento y como remedio futuro para todo tipo de disfunciones: desde servir como base para el tratamiento de grandes quemados, usándose como base para auto-injertos de piel, hasta para la generación de órganos de recambio. La realidad, sin embargo, es que todas estas aplicaciones aún están lejos de ofrecerse en la Seguridad Social. La razón es que para que una célula madre, que es una célula con capacidad de diferenciarse en una célula de cualquier tipo de tejido, pueda hacerlo son necesarias una serie de complejas condiciones biológicas que empezamos a entender poco a poco, pero de la que aún no tenemos todas las claves, porque en biología las cosas nunca son sencillas.

Sin embargo, este verano un grupo de investigadores de la Universidad de San Francisco con Matthew Thomson a la cabeza, ha conseguido descifrar una de las preguntas más importantes respecto al proceso de diferenciación de células madre ¿cómo saben cuándo diferenciarse? ¿qué mecanismos permiten a las células distinguir la señal de inicio de todas las otras señales moleculares que reciben?

Para responder a estas preguntas los investigadores usaron un cultivo de células madre de ratón transgénicas en las que el gen Brn2, una potente señal de diferenciación a neurona, podía inducirse por medio de la exposición a luz azul (esta técnica se emplea cada vez más en biología y sobre todo en neurociencia y se denomina optogenética). Lo que observaron fue que si la expresión del gen Brn2 era lo suficientemente larga e intensa las células comenzaban a diferenciarse a neuronas pero no lo hacían si esta señal era corta o débil.

Para ahondar un poco más en el mecanismo usaron el sistema editor de genes CRISP-Cas9 (otra técnica revolucionaria en biología molecular que permite extraer, introducir o modificar genes de manera localizada en el genoma receptor y está basada en un mecanismo de defensa bacteriano) para marcar con fluorescencia la expresión del factor de transcripción Nanog, que al contrario que Brn2, tiene como efecto frenar el proceso de diferenciación.

Al iluminar la célula con luz azul, ésta empieza a producir Brn2 que interrumpe el ciclo de producción de Nanog y en consecuencia la fluorescencia asociada a Nanog baja, y si esta señal es lo suficientemente larga y fuerte como para que todo el Nanog que hay en la célula se degrade -unas 4 horas- comienza el proceso de diferenciación. Si la señal es corta, los niveles de Nanog volverán a subir y la célula se mantendrá desdiferenciada.

Los autores creen que procesos similares deberían gobernar la diferenciación a otros tipos celulares, como células cardiacas o hepáticas y esperan en un futuro poder aplicar su descubrimiento al desarrollo in vitro de órganos 3D, pero eso amigos, por ahora es ciencia-ficción.

Os dejo con el vídeo que acompaña la nota de prensa del descubrimiento. En él se observan las células indeferenciadas y al cabo de 96 horas tras la exposición a luz azul, la transformación en redes neuronales. ¡Es una pasada!

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