Regenerar tejidos a partir de las células IPS

Las células IPS se han presentado como una alternativa prometedora al uso de las células madre en la regeneración de tejidos. Pero, antes de introducirlas, debemos dejar claro ciertos conceptos.

Nos interesan las células madre

Las células madre son aquellas que aún no están diferenciadas, es decir, que todavía no se han convertido en un tipo celular específico, como por ejemplo las neuronas o las células musculares. Al no estar diferenciadas, tienen la capacidad potencial de convertirse en cualquier tipo celular, dependiendo de la información que reciban. Por consiguiente, si le dicen que tiene que diferenciarse a neurona, desarrollará sus características hasta convertirse en este tipo celular.

  • Diferenciación: Proceso por el que una célula indiferenciada (ej: célula madre) se convierte en un tipo celular concreto con las características y funciones de éste. Una vez diferenciada, ya no puede optar a convertirse en ningún otro tipo celular, y su proliferación disminuye.
  • Proliferación: Cuando una célula o conjunto de células se dividen dando lugar a más células. Es una característica que expresan con mayor intensidad las células poco o no diferenciadas, como las células madre. Resulta importante recalcar que es la característica que más define a un cáncer. Las células cancerosas no pueden dejar de dividirse, produciendo bultos, acumulación de células, denominados tumores. Las células más diferenciadas tienen una baja capacidad de proliferación. Esto también disminuye con la edad.

A partir de estos conceptos, podemos entender que si inducimos las células madre a ser un tipo de célula en concreto, por ejemplo a células del hueso, ¡podemos regenerar tejidos!

Regeneración de médula espinal fracturada|Fuente: La Vanguardia, 12 Oct 2010.

Regeneración de médula espinal fracturada|Fuente: La Vanguardia, 12 Oct 2010.

La otra cara de la moneda

A pesar de eso, hay un problema, entre otros. Las células madre embrionarias, al ser inyectadas en un organismo, generan teratomas. Un teratoma es un tumor benigno (células cancerosas que no generan metástasis).  En ratones se ha visto que si hay demasiados teratomas pueden causar la muerte del animal. Además, para conseguir células madre embionárias  (hES) necesitamos extraerlas de un blastocisto, es decir, un embrión de unos 5-6 días de desarrollo. Eso implica un dilema ético ante el cual poca cosa se ha podido hacer.

Las células IPS revierten el problema

factores

Transfectamos con retroviros los 4 factores para inducir las IPS.

En el 2006 se producen, a partir de unas células somáticas, un tipo celular que se parece mucho a una célula madre embrionaria humana. Se llaman células IPS o Induced Pluripotent Stem Cells. Mediante la adición de 4 factores a un cultivo de células somáticas (diferenciadas) se consigue la re-programación de estas. Pasan de ser células adultas diferenciadas a estar des-diferenciadas. Estos factores consiguen desbloquear las regiones de la cromatina que estaban bloqueadas; puesto que, las zonas bloqueadas de la cromatina no se pueden transcribir, no están activas.

Formación de quimeras: y contribución a la línea germinal|Fuente: www.nature.com

 

 

Para comprobar que las células IPS pueden actuar como embrionarias (pueden producir un nuevo organismo) se hace el siguiente experimento mostrado en la imagen adjunta.

Se insertan células IPS en un blastocito y obtendremos ratones quiméricos. En algunos casos estos ratones quiméricos desarrollarán células germinales (espermatozoides o oocitos) con la información genética propia (normales) y otras veces con la información genética de la célula IPS (células naranjas). Si ocurre esto último, al cruzar estos ratones quiméricos (con manchas), obtendremos algún ratón en su progenie que tendrá toda la dotación proveniente de nuestra célula IPS original (los ratones naranjas).

Aplicaciones de las células IPS

Nina Tandom una ingeniera de tejidos, nos da una idea en una magnífica conferencia sobre la utilidad de las IPS.

Nina Tandem nos deja claro que las IPS son maravillosas ya que las podemos obtener a partir de un individuo y generar células madre a partir de estas. Si queremos reproducir el comportamiento de diferentes tejidos en una estructura, generamos un bioreator donde podemos tener las células IPS diferenciadas al tipo celular que queramos. Si fuera posible, podríamos hacer millones de reactores y en cada uno de ellos tener una representación de un individuo del planeta. A partir de esto podríamos hacer ensayos en chip. Esto ya es más complicado de entender. Podríamos utilizarlos en las fases pre-clínicas para después implantarlos a las personas. La intención de la ingeniería de tejidos es convertir la biomedicina en un campo basado en la información, usando sistemas en miniatura representativos de lo que sucede en el cuerpo humano. El material que nos permitirá realizar todo eso son las IPS.

 

Más información sobre las IPS explicada por el biólogo Rudolf Jaenisch:

Vídeo ‘Induced pluripotent stem cells‘ en el canal SeriousScience

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Laura Torrents

Escribiendo, estudiando, y pasándome por aquí siempre que puedo. Amante de la música y de la historia metida en el fascinante mundo de la bioquímica.

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  • Edgar

    La induccion de pluripotencia (o totipotencia) no esta exenta de posibles alteraciones a la célula en cuestión, pero abre muchísimas posibilidades liberándonos de los problemas éticos que conlleva el uso de celulas madre.

    Aun asi, su potencial uso en chips, ensayos de toxicidad, y un largo etc las marcan como un claro objetivo de investigación

    • SharpMindsWeb

      ¡Muchas gracias Edgar por leernos! ¡Tenemos en cuenta tu aportación!

  • Anna

    hey guys, just a little thing “alternativa al uso de las células madre embrionarias” ya que iPSCs (induced pluripotent stem cells) también son células madre.
    “las podemos obtener a partir de un individuo y generar células embrionarias a partir de estas” de procedencia embrionaria no van a ser, es por eso que evitan la controversia existente! 😉

    • SharpMindsWeb

      Tienes razón, descuido mío!! Ahora lo cambio, gracias!