Un equipo del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha sido el primero en conseguir que células adultas de un organismo vivo retrocedan en su desarrollo evolutivo hasta recuperar características propias de células madre embrionarias, según el resultado de la investigación que publica la revista 'Nature'.
Los investigadores han descubierto además que estas células madre embrionarias obtenidas directamente en el interior del organismo tienen una capacidad de diferenciación más amplia que las obtenidas mediante cultivo 'in vitro', al presentar características de células totipotentes, un estado primitivo nunca antes obtenido en un laboratorio.
El trabajo, desarrollado en el CNIO, ha sido liderado por el director del Programa de Oncología Molecular y jefe del laboratorio de Supresión Tumoral, Manuel Serrano, y ha contado con el apoyo del equipo de Miguel Manzanares, del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC).
Las células madre embrionarias son la principal apuesta para la futura medicina regenerativa, ya que son las únicas capaces de generar cualquier tipo celular de los cientos de tipos celulares que conforman un organismo adulto, por lo que constituyen el primer paso para la curación de enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson o la diabetes.
No obstante, este tipo de células tiene una brevísima existencia, limitada a los primeros días del desarrollo embrionario, y no existen en ninguna parte del organismo adulto.
Uno de los mayores hitos en la reciente investigación biomédica fue el protagonizado por la premio Nobel Shinya Yamanaka en 2006, cuando consiguió crear en el laboratorio células madre pluripotentes inducidas 'in vitro' (iPSCs) a partir de células adultas mediante un cóctel de tan solo cuatro genes.
Pero los investigadores del CNIO han dado ahora un paso mas, al conseguir lo mismo que Yamanaka, pero esta vez dentro del propio organismo, en ratones y sin necesidad de pasar por placas de cultivo 'in vitro'. Generar estas células dentro de un organismo acerca todavía más esta tecnología a la medicina regenerativa.
El primer desafío de los investigadores del CNIO fue reproducir el experimento de Yamanaka en un ser vivo, para lo que escogieron al ratón como organismo modelo. Usando técnicas de manipulación genética, los investigadores crearon ratones en los que se puede activar a voluntad los cuatro genes de Yamanaka.
Cuando activaron estos genes, observaron que las células adultas fueron capaces de retroceder en su desarrollo evolutivo hasta células madre embrionarias en múltiples tejidos y órganos.
"Este cambio de dirección en el desarrollo no se ha observado nunca en la naturaleza. Hemos demostrado que podemos obtener células madre embrionarias también en organismos adultos y no solo en el laboratorio", ha destacado Maria Abad, primera autora del articulo.
Tras este paso, añade Serrano, se puede empezar a pensar en métodos para "inducir regeneración de manera local y transitoria en un determinado tejido dañado".
LA TOTIPOTENCIA NUNCA GENERADA EN LABORATORIO
Las células madre obtenidas en los ratones presentaban además características de totipotencia nunca generadas en un laboratorio, equivalentes a las de los embriones humanos de 72 horas de gestación, compuestos por una masa de tan solo 16 células.
En comparación con las células obtenidas con la técnica desarrollada por Yamanaka, la células madre obtenidas en el CNIO representan así un estadio embrionario aún mas temprano, con mayores capacidades de diferenciación.
Los autores fueron incluso capaces de inducir la formación de estructuras pseudo-embrionarias en las cavidades torácica y abdominal de los ratones. Estos pseudo-embriones presentaban las tres capas propias de los embriones (ectodermo, mesodermo y endodermo), estructuras extraembionarias como el saco vitelino e incluso signos de formación de células sanguíneas.
"Estos datos nos dicen que nuestras células madre son mucho más versátiles que las células iPSCs 'in vitro' de Yamamaka, cuya potencialidad genera las distintas capas del embrión, pero nunca tejidos que sustentan el desarrollo de un nuevo embrión, como la placenta", precisa la investigadora del CNIO.
FUTURAS APLICACIONES TERAPEUTICAS
Los autores recalcan que las posibles aplicaciones terapéuticas del trabajo aún están lejos, pero admiten que sin duda puede significar un cambio en el rumbo de las investigaciones con células madre, en la medicina regenerativa o en la ingeniería tisular.
"Nuestras células madre sobreviven también fuera de los ratones, en cultivo, por lo que podríamos, además, manipularlas en el laboratorio", sostiene Abad, quien apunta que "el siguiente paso es estudiar si estas nuevas células madre son capaces de generar de una forma mas eficiente distintos tejidos, como páncreas, hígado o riñón".
El trabajo ha contado con financiación del Ministerio de Economía y Competitividad, el European Research Council, la Comunidad de Madrid, la Fundacion Botin, la Fundacion AXA y la Fundacion Ramon Areces.
