Una proteína de defensa viral impulsa la creación de células madre femeninas

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Un equipo de investigación del Centro de Regulación Genómica (CRG), en Barcelona, ha descubierto un tratamiento que acelera la producción y la calidad de las células madre pluripotentes en ratones.

Este descubrimiento, que se publica en la revista Science Advances, tiene el potencial de mejorar el modelado de enfermedades y las pruebas de fármacos para personas con dos cromosomas X: mujeres, hombres transgéneros u hombres con un cromosoma X extra en el síndrome de Klinefelter.

La investigación involucra células madre pluripotentes inducidas (iPSC), que pueden convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo, lo que las convierte en un recurso muy versátil y valioso en investigación y medicina. Permiten a las científicas y científicos estudiar enfermedades en el laboratorio y desarrollar tratamientos personalizados. También tienen el potencial de reemplazar tejidos dañados o enfermos.

En humanos, crear células madre pluripotentes inducidas implica reprogramar células adultas especializadas, como las de la piel, para devolverlas a un estado pluripotente, trabajo que se reconoció con el Premio Nobel al investigador japonés Shinya Yamanaka en 2012. Sin embargo, crear células madre con este método es una tarea laboriosa, y pocas células alcanzan un verdadero estado pluripotente.

Reprogramación celular con IFNγ

El equipo de investigación descubrió que la adición de interferón gamma (IFNγ) a un cultivo de células precursoras neuronales de ratón, un tipo de célula que se convierte en diferentes tipos de neuronas, redujo el tiempo que se tarda en reprogramar las iPSC en un día, ahorrando tiempo y recursos.

El hallazgo es sorprendente porque normalmente se sabe que el IFNγ ayuda al cuerpo a responder a las infecciones, por ejemplo, activando las células inmunitarias y promoviendo la inflamación en respuesta a la presencia de un virus. Por primera vez se ha demostrado que funciona en un contexto diferente de la programación celular. 

"El interferón gamma puede ayudar a las células a responder a las infecciones virales abriendo el ADN y activando rápidamente la expresión génica. Una posible explicación es que, al abrir el ADN como una almeja, se exponen ciertos genes, facilitando su reprogramación y acelerando la transformación de la célula en una célula madre", explica la doctora Mercedes Barrero, primera autora del estudio e investigadora del CRG. 

Trastornos genéticos del cromosoma X

Muchos trastornos genéticos están relacionados con el cromosoma X. El estudio de las iPSC femeninas, que tienen dos cromosomas X, ayuda a los investigadores a comprender estas afecciones.

Las células madre femeninas también se pueden utilizar en pruebas de fármacos para garantizar que las moléculas terapéuticas sean eficaces y seguras para las personas de diferentes géneros, al comprender cómo interactúan con las células femeninas. 

El avance permitirá crear modelos más precisos para enfermedades que afectan de manera desproporcionada a las mujeres o, eventualmente, cultivar tejidos y órganos para trasplantes que aborden específicamente las necesidades de las pacientes femeninas. Sin embargo, la creación de líneas de células madre femeninas de alta calidad ha sido históricamente un desafío. 

Esto se debe a que las células adultas femeninas suelen tener un cromosoma X inactivo, un mecanismo de compensación que ayuda a evitar los efectos de una dosis doble de productos genéticos de ambos cromosomas X activos. Las células masculinas con cromosomas XY no tienen que lidiar con este problema. 

La activación de ambos cromosomas X durante la reprogramación celular suele ser un sello distintivo de las células madre de alta calidad. Implica que una célula se ha reprogramado, se ha despojado de su identidad anterior y ha adquirido el potencial de convertirse en cualquier tipo de célula, imitando a las células en las primeras etapas embrionarias.  

El equipo de investigación descubrió que el interferón gamma (IFNγ) era muy eficaz para acelerar la reactivación del cromosoma X, acelerando la generación de iPSC de alta calidad. 

"La adición de interferón gamma hizo que la reactivación del cromosoma X fuera dos veces más eficiente al principio del proceso de reprogramación en células de ratón. Si bien las iPSC resultantes eran de la misma calidad, sospechamos que es probable que sea diferente en las células madre humanas, y que la proteína de defensa viral sea una pieza clave en la mejora de la calidad de las líneas de células madre femeninas humanas", comenta Bernhard Payer, autor principal del estudio e investigador del Centro de Regulación Genómica en Barcelona. 

"La medicina personalizada para mujeres exige líneas de células madre femeninas de alta calidad. Sin ellas, las terapias experimentales podrían fracasar. Nuestros hallazgos son un paso adelante para hacer posible la producción de iPSC femeninas de alta calidad, que son vitales para garantizar que la promesa de la medicina personalizada beneficie a todas las personas, no solo a unas pocas", concluye Payer.