Investigadores describen cómo las células madre embrionarias mantienen las condiciones óptimas para su uso en medicina regenerativa
Células madre embrionarias, en estado de nave (izquierda) y estado preparado (derecha). Crédito: CNIO
Científicos de la Unidad Básica de Proteómica del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), encabezados por Javier Muoz, han descrito los mecanismos, hasta ahora desconocidos, implicados en el mantenimiento de las células madre embrionarias en el mejor estado posible para su uso en medicina regenerativa. Sus resultados, publicados en Nature Communications, ayudarán a encontrar nuevas terapias con células madre para los accidentes cerebrovasculares, las enfermedades cardíacas o las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson.
Nave células madre pluripotentes, ideales para hacer investigación
Las células madre embrionarias (ESCs) son células pluripotentes que pueden crecer en todo tipo de células somáticas, una característica que es extremadamente útil para los investigadores y la medicina regenerativa. Hay dos tipos de pluripotencialidad: nave y cebada. El estado de nave viene antes que el cebado durante el desarrollo embrionario. Los ESC de Nave tienen el potencial de diferenciarse en cualquier tipo de célula. Por lo tanto, son más relevantes en la investigación. Sin embargo, el estado de nave es inestable, porque los ESC de nave reciben constantemente señales que regulan la transición al estado cebado y su autorrenovación. Comprender los mecanismos que regulan los estados pluripotentes es importante porque podrían ayudar a lograr el mantenimiento a largo plazo de células madre pluripotentes nave estables en cultivos ESC.
Tradicionalmente, el mantenimiento de los cultivos ESC nave se basa en la inhibición de dos de las vías de señalización que regulan la diferenciación celular, conocido como el método de cultivo 2i. Recientemente, las ESC nave se han mantenido adoptando un enfoque totalmente diferente, a saber, la inhibición de Cdk8/19, una proteína que regula la expresión de numerosos genes, incluidos los genes que ayudan a mantener el estado nave. «Si bien los dos enfoques se utilizan para cultivar células nave, se sabe poco sobre los mecanismos involucrados», dice Javier Muoz, quien dirigió el estudio.
Ahora, usando proteómica, la caracterización a gran escala de proteínas codificadas en un genoma, los científicos del CNIO han descrito un gran número de eventos moleculares que ayudan a estabilizar estas valiosas ESC. “Es la primera vez que se utiliza la proteómica en este contexto”, afirma Ana Martínez del Val, de la Unidad Básica de Proteómica del CNIO, primera autora del artículo. «Analizamos los mecanismos en varios niveles. Primero, realizamos análisis fosfoproteómicos, estudiando proteínas fosforiladas. La fosforilación regula las funciones de las proteínas (activándolas o inhibiéndolas). Segundo, analizamos la expresión de estas proteínas. Finalmente, identificamos cambios en metabolitos (intermedios de reacción o productos finales). Con nuestro enfoque integrado, obtuvimos una imagen precisa de las causas del alto grado de plasticidad de ESC», explica Martínez del Val.
Los resultados del estudio podrían tener implicaciones para la investigación de algunos tipos de cáncer. Sabemos que «la inhibición de Cdk8 conduce a una proliferación celular reducida en la leucemia mieloide aguda al mejorar los supresores de tumores», y que «Cdk8 es un oncogén del cáncer colorrectal». «La actividad de Cdk8 es algo enigmática, ya que sus funciones varían considerablemente con el entorno celular», dice Muoz. «Hemos identificado varios objetivos de Cdk8 que eran desconocidos hasta ahora. Esto puede ayudar a comprender la función que regula esta proteína en otros contextos biológicos».
Más allá de la genómica con la proteómica
La Un estudio del equipo del CNIO muestra la necesidad de un mayor enfoque de la proteómica en las estrategias de investigación del cáncer.
La investigación y el tratamiento de la enfermedad han avanzado mucho en las últimas décadas gracias a las técnicas utilizadas en biología molecular. Dos de las técnicas más utilizadas son la genómica, el análisis de la secuencia de ADN, la molécula que transporta toda nuestra información genética, y la transcriptómica, el estudio de los conjuntos de transcritos de ARN, las moléculas que se traducen en proteínas. Las proteínas son macromoléculas que están directamente involucradas en procesos químicos esenciales para la vida. El enfoque proteómico fue adoptado hace relativamente poco tiempo por investigadores biomédicos. La proteómica ha cobrado impulso en los últimos 15 años, pero se ha vuelto esencial para que la genómica y la transcriptómica cierren el círculo. La genómica y la proteómica estudian los procesos que tienen lugar antes de que se produzcan las proteínas. “Utilizamos la proteómica para estudiar una serie de propiedades de las proteínas que no se pueden analizar estudiando el ADN o el ARN”, dice Martínez del Val. Esto es extremadamente importante, ya que «las proteínas son responsables de toda una gama de funciones vitales básicas que tienen lugar dentro de las células», agrega Muoz.
Explorar más
La proteína TAZ envía ‘señales mixtas’ a las células madre Más información: Ana Martinez-Val et al, Dissection of two route to nave pluripotency using different kinase inhibitors, Nature Comunicaciones (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-22181-5 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas de España Cita: Los investigadores describen cómo las células madre embrionarias mantener las condiciones óptimas para su uso en medicina regenerativa (25 de marzo de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-embryonic-stem-cells-optimal-conditions.html Este documento está sujeto a derechos de autor . Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.