Desvelan las barreras moleculares en el proceso de reprogramación celular

MADRID.-  Tres equipos de investigadores españoles, dos en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas CNIO en Madrid y uno liderado por Juan Carlos Izpisúa Belmonte en el Centro de Medicina Regenerativa en Barcelona, publican trabajos en la edición digital de la revista 'Nature' sobre las barreras moleculares que impiden el proceso de reprogramación celular que da lugar a las células pluripotentes inducidas o células iPS.

Los estudios se centran en el papel de la proteína p53 como guardiana de la reprogramación celular y en la participación de otros genes supresores del cáncer que frenan el proceso de reprogramación. Los investigadores tratan de resolver una de las cuestiones más intrigantes en este proceso: por qué sólo es posible reprogramar una pequeña fracción de las células empleadas.

Según explicó a Europa Press Juan Carlos Izpisúa, "el mensaje principal de nuestro trabajo es que uno de los genes en reprimir la aparición del cáncer también está implicado en reprimir la reprogramación". El trabajo liderado por Izpisúa muestra que p53 actúa como un guardián contra la reprogramación de células somáticas en el organismo normal.

"Esto es importante porque sugiere que la hipótesis que se ha discutido desde hace tiempo sobre si el cáncer es una dediferenciación de células diferenciadas podría ser cierta", añade el investigador. Según Izpisúa, el trabajo sugiere que el mismo mecanismo genético parece estar implicado en evitar la aparición del cáncer y a la vez en impedir la reprogramación o dediferenciación de las células adultas de nuestro organismo que conduciría a la aparición del cáncer.

El equipo de María A. Blasco en el CNIO había demostrado previamente que las células con telómeros cortos no podían reprogramarse a células madre pluripotentes. Blasco y sus colaboradores publican ahora una posible explicación a este fenómeno. Su estudio muestra que el mecanismo molecular por el que los telómeros cortos, o en general cualquier otro tipo de daño en el DNA, limita la reprogramación nuclear se basa en la proteína supresora de tumores p53.

Sus experimentos mostraron que la ausencia de p53 permite que las células dañadas se conviertan en células iPS. Blasco también alude al papel anticancerígeno de la proteína al señalar que "el mecanismo es el mismo por el cual p53 previene la diseminación de células dañadas en el contexto del cáncer humano".

Otro estudio del CNIO, dirigido por Manuel Serrano, ha descubierto que las proteínas Ink4 y Arf, cuyos genes son también protectores frente al cáncer, son responsables en cierta medida de la resistencia de muchas células a convertirse en células iPS.

Los investigadores han observado que durante el proceso artificial de generación de iPS los genes Ink4 y Arf aumentan su actividad y así dificultan la reprogramación. Al bloquear los genes Ink4 y Arf, los investigadores aumentaron el rendimiento de células iPS. Además, cuando se utilizaron células de un organismo envejecido, Ink4 y Arf estaban más activos, por lo que su cancelación temporal era clave en la obtención de células iPS.

ESPAÑA EN PRIMERA LÍNEA

Según explica Izpisúa Belmonte "es extremadamente positivo que tres grupos españoles hagan una aportación importante en este campo de forma simultánea y desde distintos puntos de vista: desde el campo de las células madre y desde el campo del cáncer".

El investigador añade que la unión de esta experiencia diferente puede llevar a una comprensión del fenómeno de la reprogramación y del cáncer mucho más rápido y eficiente. "En general es un signo muy positivo de la calidad de la investigación en España en este campo que yo situaría en la vanguardia mundial".

Los trabajos españoles se publican junto a otros dos estudios dirigidos por el descubridor del método para desarrollar células iPS, Shinya Yamanaka de la Universidad de Kioto, y Konrad Hochedlinger, del Centro del Cáncer y Medicina Regenerativa de la Universidad de Harvard.

El equipo de Yamanaka consiguió inducir pluripotencia en células que carecían de p53 incluso sin uno de los cuatro factores y utilizando un método que evita la integración en el genoma de dichos factores. Por su parte, Hochedlinger muestra que en poblaciones que no se reprograman la eliminación de p53 recupera su capacidad para producir células iPS.

El trabajo de Izpisúa también indica como el de Yamanaka que es posible reprogramar las células con tan solo dos factores, eliminado así los dos oncogenes Myc y KLF4. Según el investigador, esto facilitaría la búsqueda de compuestos químicos que sustituyan a los otros dos factores para obtener células iPS más seguras para su implantación en un entorno clínico.

"Aunque es un avance excelente hay resaltar que todavía estamos lejos de que estos conocimientos nos permitan generar una célula iPS totalmente segura y libre de cáncer", concluye Izpisúa.