En un triunfo de magia molecular, los científicos tomaron células de la piel de adultos que padecen una variedad de enfermedades genéticas y las transformaron en células pluripotenciales que podrían ser utilizadas para poner a prueba posibles tratamientos o para reemplazar células dañadas de los pacientes.

En su número del 19 de diciembre, la revista Science, una de las publicaciones científicas más prominentes del mundo, elogió estos y otros avances relacionados como los más destacados del año, colocándolos en primer lugar en una lista de los 10 adelantos científicos principales de 2008.

“Cuándo los redactores y editores de Science nos preparamos para escoger los avances más importantes del año, buscamos tareas de investigación que resuelvan las principales preguntas acerca de cómo funciona el universo y que preparen el terreno para futuros descubrimientos”, dijo el vicejefe de redacción Robert Coontz en una declaración del 18 de diciembre. “Nuestra selección principal, reprogramación celular, abrió un nuevo campo de la biología, casi de la noche a la mañana, y conlleva la esperanza de avances médicos para salvar vidas”.

Antes de que los científicos desarrollaran métodos de reprogramar células para aislar células pluripotenciales humanas, era necesario obtenerlas de embriones humanos, un procedimiento éticamente polémico. Varios países, inclusive Estados Unidos, restringieron la técnica, impidiendo con ello la investigación de células pluripotenciales.

Normalmente, una célula madura mantiene su identidad durante toda la vida — las células de piel no se transforman en células de cerebro, las células musculares no llegan a ser células de hígado. En 2006, los investigadores activaron cuatro genes en células de la cola de un ratón y encontraron que las células habían sido “reprogramadas” y convertidas en células pluripotenciales — células inmaduras que tienen el potencial de madurar en una variedad de tipos celulares distintos.

Al cultivarlas en una caja (de Petri), las células pluripotenciales pueden ser incubadas con cócteles químicos para hacerlas madurar y convertirse en tipos diferentes de célula, inclusive células hepáticas, musculares y cerebrales.

“Los linajes originales de células pluripotenciales embrionarias son genéricos y resuelven sólo cuestiones básicas”, dijo en agosto en una conferencia de prensa George Q. Daley, director de un grupo multinacional de investigadores del Hospital de Niños en Boston y autor de uno de los estudios citados en el adelanto científico de este año. “Pero estos nuevos linajes son instrumentos valiosos contra las causas de una enfermedad. Nuestro trabajo es apenas el principio para estudiar miles de enfermedades en una caja de Petri”.

CELULAS PLURIPOTENCIALES INDUCIDAS

El avance científico de este año se remonta a 2006, cuando Kazutoshi Takahashi y Shinya Yamanaka (foto 1) de la Universidad de Kyoto en Japón identificaron cuatro genes que al ser agregados y activados en células de ratón adulto podían reprogramarse en células pluripotenciales inducidas — inducidas porque su creación no había sido espontánea, pluripotenciales porque pueden convertirse en casi cualquier tipo de célula que se encuentra en un embrión, feto u organismo maduro.

En 2007, los investigadores engendraron células pluripotenciales inducidas de seres humanos luego de descubrir que los mismos cuatro genes que reprogramaban las células de ratón podían reprogramar también las células humanas.

Al reprogramar células adultas de seres humanos enfermos y generar linajes de células pluripotenciales de individuos con problemas neurodegenerativos como las enfermedades de Parkinson y Huntington, dos tipos de distrofias musculares, diabetes y síndrome de Down, los investigadores han adelantado aun más la tecnología de células pluripotenciales inducidas.

Los científicos hacen que estas células pluripotenciales se conviertan en los tipos de células más afectados por una enfermedad en particular. Kevin Eggan (foto 2) y sus colegas de la Universidad de Harvard generaron células pluripotenciales inducidas de una mujer de 82 años de edad que padecía de esclerosis lateral amiotrópica. Estas células específicas fueron cultivadas en una caja de Petri y se las hizo madurar hasta convertirse en neuronas motrices, el tipo de células destruidas por la enfermedad, luego de lo cual, mostraron deficiencias semejantes a las encontradas en el tejido humano.

El adelanto científico de este año en reprogramación celular permite a los investigadores generar nuevos linajes de células pluripotenciales de personas que padecen de enfermedades genéticas.
El cultivo de células humanas es un “complemento esencial” de los modelos animales de enfermedades, escribió Daley en el número del 5 de septiembre de la revista “Cell”. Los modelos de ratón, un modelo animal comúnmente utilizado, no siempre imitan completamente las enfermedades humanas. Por ejemplo, no existe un modelo de ratón de síndrome de Down que muestre todos síntomas de la enfermedad humana. Los linajes de células humanas permiten el análisis bajo condiciones controladas e “indudablemente podrían proporcionar nuevos conocimientos sobre la enfermedad”.

Daley dijo también, en una conferencia de prensa en agosto, que aun cuando hay muchas “similitudes funcionales” entre las células pluripotenciales embrionarias recogidas de embriones humanos y las células pluripotenciales inducidas generadas de tejido adulto, los científicos todavía no saben si estos dos tipos de células pluripotenciales son idénticos. La investigación de ambos tipos debe avanzar para que la terapia celular pueda utilizarse clínicamente lo antes posible.

OTRO TIPO DE REPROGRAMACIÓN

Douglas Melton y sus colegas de Harvard descubrieron una segunda manera de reprogramación celular en la que un tipo de célula de ratón adulto se convierte directamente en otro de tipo de célula, sin volverse una célula pluripotencial. Este descubrimiento reciente podría cambiar totalmente la opinión científica actual de que una vez que una célula madura, su destino se ha fijado.

Melton y sus colegas utilizaron un virus para activar tres genes en el páncreas de un ratón y encontraron que algunas células que normalmente no producen insulina se transformaron en células que la producen. Si se pueden vencer los efectos tóxicos de la terapia génica vírica, el trabajo de Melton puede ofrecer una base para tratar ciertos tipos de diabetes en los que las células del páncreas que producen insulina mueren y no son reemplazadas.

No obstante estos adelantos recientes, los científicos saben poco acerca de cómo funciona la reprogramación celular.

“¿Cuáles son los factores que actualmente limitan la reprogramación celular, y cómo pueden vencerse para que muchas células puedan ser inducidas a reprogramarse, en lugar de una minoría diminuta?”, escribió Bruce Alberts, el jefe de redacción de la revista Science, en un editorial del 19 de diciembre.

Para compartir suministros que podrían ayudar a los investigadores a responder a algunas de estas preguntas, el Instituto de Células Pluripotenciales de Harvard estableció en julio un centro para almacenar y distribuir linajes de células pluripotenciales para pacientes específicos.

“El centro servirá también de laboratorio técnico para producir estos linajes para enfermedades específicas y para el uso de científicos en todo el mundo”, dijo Melton en una conferencia de prensa realizada en agosto.

“Tenemos buenas razones para creer que eso hará posible encontrar nuevos tratamientos, y finalmente medicamentos, para retardar y aun detener el curso de varias enfermedades”.

Fuente: america.gov


El presente estudio ha sido elegido como el "top scientific story" del año 2008 para la revista cientifica Science.

Puedes tener acceso a un video explicativo de este estudio en este link (ingles)