No todas las células madre son iguales

Transferencia nuclear humana Células madre embrionarias que expresan el marcador OCT-4 de embriones tempranos si las células resultantes retienen las características de sus estados anteriores, no de células madre. Al aplicar dos enfoques pioneros para crear células madre pluripotentes humanas a partir de células somáticas, mediante la inducción de células madre pluripotentes (iPSC) o mediante un proceso llamado transferencia nuclear de células somáticas (SCNT), investigadores de Oregon Health & Science University (OHSU) y sus colegas compararon los paisajes genómico y epigenómico de los tipos de células resultantes. Descubrieron que los genomas de las células madre creadas a través de SCNT se asemejan más a los de las células madre embrionarias (ESC) derivadas de embriones humanos tempranos. El análisis comparativo del equipo se publicó hoy (2 de julio) en Nature.

Shoukhrat Mitalipov, biólogo reproductivo y director del Centro de Células Embrionarias y…

Tanto las iPSC como las células derivadas de SCNT mostraron números similares de deleciones y duplicaciones genómicas adquiridas. Pero mientras que las iPSC conservaron algunos de los patrones epigenéticos y de expresión génica de sus contrapartes somáticas parentales, las células derivadas de SCNT tenían patrones transcripcionales y epigenéticos que se parecían más a las ESC fertilizadas in vitro (FIV), que se consideran la forma más auténtica de ESC. , ya que se aíslan directamente de embriones humanos.

Sin embargo, a diferencia de las ESC de FIV, las células somáticas derivadas de pacientes reprogramadas en células madre pluripotentes presentan una mejor oportunidad para terapias personalizadas para pacientes, ya que superan el problema de la compatibilidad entre donante y receptor. . Tanto las células derivadas de SCNT como las IPSC imitan las características de las verdaderas ESC, pero estudios anteriores han demostrado que las iPSC pueden adquirir aberraciones tanto epigenéticas como transcripcionales durante el proceso de conversión de células madre. El presente estudio es el primero en comparar la variabilidad genética de las células derivadas de SCNT con la de las ESC de FIV, lo que demuestra que la conversión de células somáticas en células madre da como resultado la adquisición de estas aberraciones y no es de alguna manera secundaria a este proceso.

Este es un estudio extremadamente importante que muestra que existen diferencias entre las células madre creadas por transferencia nuclear en comparación con la reprogramación por factores de transcripción [para crear iPSC], George Daley, biólogo de células madre en el Childrens Hospital Boston y la Escuela de Medicina de Harvard. , le dijo a The Scientist en un correo electrónico. Sugiere que la reprogramación por transferencia nuclear puede ser un poco más efectiva que la reprogramación por factores de transcripción.

Mitalipov y sus colegas comenzaron con fibroblastos dérmicos fetales humanos (HDF) de la misma fuente, creando cuatro tallos pluripotentes derivados de SCNT. líneas celulares y siete líneas iPSC. El método iPSC implica activar cuatro factores de transcripción embrionarios tempranos clave, mientras que el enfoque SCNT requiere la transferencia del núcleo de la célula de la piel a un óvulo donante sin núcleo. Las dos líneas ESC de FIV analizadas en el estudio actual procedían de la misma donante de óvulos utilizada para crear las líneas celulares basadas en SCNT.

Los patrones de metilación genómica de las células derivadas de SCNT coincidían más estrechamente con los de Los ESC de FIV en comparación con los de los iPSC, encontraron los investigadores. Había 6.478 sitios metilados diferencialmente entre las iPSC y las ESC de FIV, en comparación con solo 110 sitios que diferían entre las ESC de IVF y las células derivadas de SCNT.

Mientras que ambos tipos de células madre reprogramadas conservaron parte de sus células parentales memoria epigenética, las iPSC retuvieron ocho veces más de estos sitios de metilación. Para ambos [tipos de células madre], hay regiones genómicas que se parecen a la línea original de fibroblastos, pero hay muchas menos en las células madre producidas por transferencia nuclear, dijo el coautor del estudio Joseph Ecker, quien dirige el Laboratorio de Análisis Genómico del Instituto Salk. Todavía hay espacio para mejorar ambos métodos, agregó Ecker. Necesitamos comprender qué características y procesos aún faltan [en estas células pluripotentes] para llevarlas al estado epigenético reprogramado ideal.

Este es un análisis extenso y un primer vistazo a la comparación de las células fabricadas con estas dos métodos diferentes, dijo Dieter Egli, especialista en medicina regenerativa de la Fundación de Células Madre de Nueva York y la Universidad de Columbia.

Pero aún debe abordarse el significado funcional de las diferencias observadas entre estos tipos de células madre, dijo. adicional. Debido a que todas las líneas de células madre analizadas procedían de una sola fuente de células somáticas, será importante extender estos análisis a otras líneas de células madre antes de sacar conclusiones, dijo Egli.

Daley estuvo de acuerdo. Lo que aún se desconoce es si estas diferencias, que en general son bastante menores, comprometerán el valor de las células iPS de alguna manera, dijo a The Scientist. Ya hay ensayos clínicos planificados para evaluar las iPSC derivadas de pacientes. Una pregunta importante es si las células derivadas de SCNT brindan una ventaja sobre las iPSC para su uso en el modelado de enfermedades y terapias basadas en células para justificar el mayor esfuerzo para generarlas, dijo Daley.

También se desconoce si la edad de la célula somática de la que se derivan las células madre es importante para su uso terapéutico. Para el presente estudio, el equipo de Mitalipov utilizó fibroblastos fetales. Pero otros estudios, incluido uno del laboratorio Egli, han demostrado que la técnica funciona incluso con células extraídas de pacientes adultos. Si la edad del núcleo donado afecta la reversión a un estado de célula madre es algo que a Ecker y Mitalipov les gustaría investigar ahora. Los investigadores también planean analizar otras firmas epigenéticas de estas diferentes líneas de células madre, incluidas las modificaciones de histonas.

H. Ma et al., Anomalías en células pluripotentes humanas debido a mecanismos de reprogramación, Nature, doi:10.1038/nature13551, 2014.

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