Tip:
Highlight text to annotate it
X
CÉLULAS MADRE - EL FUTURO
UNA INTRODUCCIÓN A LAS CÉLULAS iPS
Un film de Amy Hardie y Clare Blackburn
Uno de los descubrimientos más extraordinarios de este siglo
fue realizado por un médico japonés convertido en científico.
Shinya Yamanaka había trabajado con células madre
durante diez años,
cuando sus experimentos cambiaron nuestro entendimiento de la biología humana.
Shinya Yamanaka es médico y científico.
Estaba interesado en encontrar una vía
para tratar a los pacientes con lesiones incurables de la médula espinal.
Yo era cirujano ortopédico,
así que, hasta entonces, no había investigado en células madre;
eso fue hace 20 años.
Pero tenía casos difíciles de pacientes
que sufrían lesiones de médula espinal,
y no existía ningún tratamiento para ellos.
Por eso me interesé en la investigación básica.
Pensé que realizando investigación básica
algún día podría ser capaz de tratar y ayudar a estos pacientes.
El deseo de Shinya Yamanaka de ayudar a sus pacientes
le condujo a realizar un experimento magnífico,
que nos llevó a los límites de nuestro conocimiento y aún más allá,
revelando algo extraordinario.
Existen dos tipos de células madre.
Las células madre adultas producen células en sus propios tejidos.
Las células madre sanguíneas producen sangre, las musculares músculo, etc.
Otro tipo de células madre son las embrionarias.
Estas células se denominan pluripotentes
porque, además de hacer copias de sí mismas,
pueden convertirse en cualquier tipo de célula existente en el cuerpo.
Las células madre adultas de los tejidos
se dedican a reparar y mantener tejidos concretos.
Las células madre embrionarias representan
una fase de desarrollo temprana,
cuando todavía no hay músculo, ni sangre, ni hueso;
en realidad no hay nada, solo están ellas.
El desarrollo comienza con el embrión y estas células pluripotentes fundadoras
se van definiendo y canalizando.
Así es como se construye el cuerpo, y sería un caos
si las células pudieran convertirse unas en otras.
Shinya sabía, por experimentos anteriores de clonación,
que el desarrollo es reversible, que una célula especializada,
llamada diferenciada por los científicos,
puede producir células embrionarias.
Pero nadie sabía cómo funcionaba este proceso. Para descubrirlo,
Shinya buscó pistas dentro de la célula.
Yo sabía que los ovocitos
o las células madre embrionarias tenían factores
capaces de revertir células de la piel a estadios embrionarios,
y por ello decidimos buscar dichos factores.
Los científicos no tenían ni idea
de cuáles eran estos factores ni de cuántos eran necesarios.
Shinya regresó a lo básico,
examinando la biología que da a cada célula su identidad.
Sabíamos que cada célula de nuestro cuerpo
contiene algo que determina en qué tipo de tejido se va a convertir,
su identidad celular.
Son los genes que se encuentran en el núcleo.
El núcleo de nuestras células contiene 23 pares de cromosomas
compuestos por largas cadenas de ADN.
El ADN se divide en secciones o genes
que dirigen la producción de determinadas proteínas en la célula.
Estas proteínas, que los científicos también llaman factores,
dan a las células sus diferentes identidades.
Todas nuestras células contienen los mismos genes,
pero una célula de la piel
solo tiene activos los genes para las proteínas de la piel.
Los genes activos están en las zonas abiertas y desenrolladas del cromosoma.
Los genes que producirían un hígado,
un corazón o una célula madre embrionaria están inactivos.
Están fuertemente empaquetados y cerrados.
Lo más extraordinario que hizo Shinya Yamanaka
fue el preguntarse por qué una célula debía mantenerse diferenciada.
¿Sería posible conseguir que una célula ya especializada
volviera a ser una célula madre embrionaria?
¿Serían las proteínas
que mantienen pluripotentes a las células madre embrionarias
capaces de reprogramar
la identidad especializada de una célula ya diferenciada?
Empezó con una lista de más de 100 factores posibles.
No sabía si estos operaban solos o en combinación,
lo que significaría más de un millón de variaciones posibles.
Usando un programa informático comercial,
Shinya Yamanaka fue capaz de distinguir los mejores 24 candidatos.
Llevó años de trabajo.
El siguiente paso fue reducir los posibles factores,
de 24, a los que sí fueran necesarios
y encontramos que
4 de estos 24 factores eran esenciales.
Seleccionó una combinación de cuatro factores
que normalmente solo actúan juntos en células madre embrionarias
y los insertó en una célula de la piel.
En un proceso que aún no entendemos, los cromosomas se desenrollaron.
Los factores de Shinya podían unirse a los genes
que producen las proteínas de las células madre embrionarias.
Estas proteínas, llamadas Oct4, Sox2, Klf4 y C-Myc,
superaron el mensaje procedente de los genes de la piel,
e hicieron creer a la célula que estaba en un ambiente embrionario.
Cuando estas células reprogramadas se duplican
se hacen más parecidas a las células madre embrionarias,
hasta que al final son indistinguibles.
A partir de ahí, se pueden utilizar para producir cualquier célula del cuerpo.
Lo que yo descubrí es que
podemos revertir una célula de la piel a un estadio embrionario.
Podemos hacer células madre a partir de células de la piel.
Todo lo que tenemos que hacer es añadir
tres o cuatro factores, es todo lo que necesitamos.
De células ES, células madre embrionarias,
podemos hacer todas las células que existen en el cuerpo.
Sin embargo, para poder generar células ES
tenemos que destruir embriones.
Pero con nuestra tecnología
ya no tenemos que usar embriones.
Podemos conseguir células madre iguales a las ES
a partir de células de la piel.
Shinya Yamanaka había creado un nuevo tipo de célula pluripotente,
llamada célula pluripotente inducida o célula iPS.
Realizó su descubrimiento en ratones,
y mostró que también funcionaba en células humanas.
Fue un descubrimiento extraordinario.
Shinya Yamanaka podía coger una célula de la piel y llevarla atrás en el tiempo
y luego llevarla adelante hacia cualquier otro tipo de célula.
De hecho, no solo funcionó con piel,
podía convertir cualquier célula diferenciada en una célula iPS.
Esto generó titulares en las noticias y asombró a los científicos
de todo el mundo.
Mi reacción fue en primer lugar que este era
uno de los desarrollos científicos más trascendentes
de nuestra vida.
Cambiaba todo lo que
habíamos aprendido sobre el desarrollo.
Siempre se nos ha enseñado
que el desarrollo era irreversible, que todo ocurría en una única dirección.
Pero, de hecho, esto no es cierto.
Así que nuestras nociones sobre el desarrollo
eran erróneas. No es tan fijo como creíamos que era.
Esto significa que debemos tener la mente
más abierta en cuanto a lo que es biológicamente posible.
Solo Shinya Yamanaka imaginó que podía ser posible
reprogramar una célula diferenciada con tan solo un puñado de proteínas.
Pronto otros científicos fueron capaces de reproducir los hallazgos de Shinya.
El primer paso es quitar
el medio viejo para cultivar las células de la piel.
Después añadimos un medio nuevo que contenga los factores de reprogramación.
En un par de semanas deberíamos tener células iPS en esta placa.
Como resultado de infectar células de la piel,
lo que obtienes tras unos pocos días son estas bonitas colonias de células.
Aquí puedes observar dos ejemplos.
Tienen morfología de célula ES,
pero sabemos que han adquirido también el estatus de célula madre embrionaria.
Esto abre la vía para el uso de las células madre en la medicina.
Las células madre pluripotentes inducidas son un tipo de célula nuevo.
Ofrecen mejores formas de luchar contra enfermedades
y potencialmente de regenerar el cuerpo.
Una de las principales diferencias
entre las células iPS y las células madre embrionarias
es que las células iPS se pueden obtener
de cada paciente.
Esto significa que son genéticamente idénticas
al paciente en particular y que si generamos, por ejemplo,
células para trasplantar desde células iPS,
no serán rechazadas,
no serán reconocidas por el sistema inmunitario del paciente.
Aquí vemos por primera vez una posibilidad
de obtener células especializadas a partir de la piel, por ejemplo,
y de cambiar estas a células del cerebro a células productoras de insulina
o a células cardiacas
para suministrar células al paciente
sin riesgo de rechazo al trasplante.
El funcionamiento de la reprogramación para obtener células iPS
es aún un misterio.
Aunque es técnicamente sencilla, no siempre funciona por completo
y puede generar células con cambios inesperados en sus genes.
Los científicos están investigando ahora cómo producir células iPS perfectas
que puedan ser seguras para su uso en el tratamiento de pacientes.
Aunque las células iPS proporcionan una manera
de generar células pluripotentes sin usar embriones humanos,
lo cual mitiga el problema ético,
surgen nuevos cuestionamientos.
Yo quería evitar el uso de embriones humanos.
Así... que pensé
que habíamos tenido éxito en este objetivo,
pero tan pronto como habíamos triunfado
me di cuenta
de que habíamos generado
nuevas cuestiones éticas.
Eso fue algo que nadie había predicho.
Las células iPS son en teoría capaces de producir esperma y ovocitos.
Podrían ser utilizadas un día para generar embriones,
que podrían ser implantados y llevados a término.
Un día podría ser posible crear un ser humano
a partir de un simple trozo de piel.
¿Deberíamos parar esta investigación? Es demasiado tarde.
Generar células iPS es sencillo
para cualquiera con un entrenamiento básico en biología.
Como toda nueva tecnología, tenemos que sopesar las posibles ventajas
e inconvenientes.
Por ejemplo, el estudio de cómo generar esperma y ovocitos humanos funcionales
a partir de células iPS
podría traer ventajas a parejas estériles.
La creación de células iPS significa que
las células madre han entrado en una nueva era: enseñarnos
cómo controlar la identidad celular.
Esperan que las células iPS proporcionen nuevas herramientas
para el estudio de células sanas y enfermas en el laboratorio.
Así, se pueden probar fármacos para enfermedades como el Parkinson
en células humanas cultivadas en el laboratorio.
También esperan aprender por qué mueren las células humanas
en enfermedades degenerativas como el Alzheimer.
Un problema clave en el desarrollo de nuevos fármacos es que
estos se enfrentan a las células humanas
en un momento relativamente ***ío de su desarrollo.
Hasta entonces pueden haber pasado hasta ocho años de trabajo
desarrollando los fármacos.
La utilización de células humanas en una fase temprana del estudio
nos ayudará a identificar aquellos compuestos que no funcionan en ellas.
{\an1}Esto creará nuevas oportunidades
para identificar nuevos fármacos
y acelerará el proceso para hacerlas disponibles.
Revolucionará el estudio de las enfermedades hereditarias.
Estas células palpitantes del corazón se crearon
a partir de una muestra de mejilla de una mujer de 36 años
y cuando vi estas células, mi propio corazón empezó a dar fuertes latidos.
Éste es el descubrimiento más importante en la investigación de las células madre
desde que las células madre embrionarias fueron descubiertas en 1981.
A mi juicio, entrará en la historia
como uno de los descubrimientos más increíbles de todos los tiempos.
Subtítulos: SUBS Hamburg Maria Climente, Tamara Zolling