Investigación Por S. A. D. Viernes, 03 Julio 2020 09:00
trabajo internacional liderado por el CNIO

Tecnología rápida y sencilla para conseguir células madre más eficientes en medicina regenerativa

El nuevo protocolo abre la puerta a la mejora en la generación de distintos tipos celulares necesarios en afecciones musculares o alteraciones del sistema nervioso

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Cuerpo embrionario de ratón con múltiples tipos celulares (marcados en diferentes colores) generado en cultivo después de la expresión de miR-203 en células madre. / CNIO Cuerpo embrionario de ratón con múltiples tipos celulares (marcados en diferentes colores) generado en cultivo después de la expresión de miR-203 en células madre. / CNIO

Las células madre se han convertido desde hace años en una gran esperanza para la medicina regenerativa. En la última década varios estudios han mostrado que este tipo de células, a las que se denomina “madre” por su capacidad de generar una variedad de tipos celulares diferentes, pueden aplicarse en la medicina regenerativa para enfermedades del sistema nervioso o musculares, entre otras. 

Esta idea fue premiada con el Nobel de Fisiología y Medicina de 2012 a los investigadores Sir John B. Gurdon y Shinya Yamanaka, pioneros en los esfuerzos dirigidos al cultivo de células madre. Sin embargo, uno de las limitaciones principales en la aplicación de estas terapias celulares es la calidad de las células madre que se pueden generar en el laboratorio, lo que está dificultando su utilización con fines terapéuticos.

Ahora, un equipo del Grupo de División Celular y Cáncer del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), liderado por el investigador Marcos Malumbres, ha descubierto una nueva tecnología, sencilla y rápida, que impulsa in vitro e in vivo el potencial de las células madre para especializarse en células adultas. Los resultados de la investigación se recogen esta semana en la revista The EMBO Journal.

“En los últimos años, se han propuesto varios protocolos para obtener células madre reprogramadas en el laboratorio a partir de células adultas, pero muy pocos para mejorar las células de las que ya disponemos. El método que hemos diseñado es capaz de aumentar notablemente la calidad de las células madre obtenidas por cualquier otro protocolo, favoreciendo así la eficacia en la producción de tipos celulares especializados”, indica María Salazar-Roa, investigadora del CNIO, primera autora y responsable de correspondencia.

En este trabajo, los investigadores localizaron un tipo de secuencia de ARN, denominado microRNA 203, que se encuentra en los estados embrionarios más tempranos -antes de la implantación del embrión en el útero materno, cuando las células madre tienen su máxima capacidad para generar distintos tejidos-. Cuando añadieron esta molécula a células madre en el laboratorio, descubrieron que eran capaces de mejorar significativamente su capacidad para convertirse en otros tipos celulares.

Céllas humanas y de roedores

Para corroborarlo, usaron células madre de origen humano y murino, además de ratones modificados genéticamente. “Los resultados han sido espectaculares, tanto en células de ratón como en células humanas. La aplicación de este microRNA durante solo 5 días impulsa el potencial de las células madre en todos los escenarios que hemos probado y mejora su capacidad para convertirse en otras células especializadas, incluso meses más tarde de haber estado en contacto con el microRNA”, indica Salazar-Roa.

Según el trabajo, las células modificadas por este nuevo protocolo tienen una mayor eficiencia en la generación de células cardiacas funcionales, abriendo la puerta a la mejora en la generación de distintos tipos celulares necesarios para el tratamiento de enfermedades degenerativas.

Malumbres, jefe del grupo de División Celular y Cáncer del CNIO, indica: “Para llevar este activo a la clínica, es necesaria ahora la colaboración con laboratorios o empresas que quieran explotar esta tecnología en cada caso específico”. En este contexto, Salazar-Roa ha participado recientemente, y en estrecha colaboración con el equipo de Innovación del CNIO, en prestigiosos programas de Innovación como IDEA2 Global del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y CaixaImpulse de la Fundación «la Caixa», del que además han conseguido financiación para iniciar el desarrollo de esta tecnología.

Colaboración internacional

El trabajo de investigación ha sido realizado en colaboración con los grupos de Sagrario Ortega, Maria Blasco y las unidades de Biotecnología del CNIO, Manuel Serrano del IRB Barcelona, José Fernández-Piqueras del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO-CSIC), Fátima Valdés-Mora y Susan J. Clark del Garvan Institute of Medical Research en Sidney, Juan Carlos Izpisúa- Belmonte del Salk Institute for Biological Studies en La Jolla y Da-Zhi Wang de Harvard Medical School de Boston (US).

El estudio ha sido financiado por diversas entidades nacionales como la Asociación Española contra el Cáncer, la Fundación la Caixa, la Comunidad de Madrid, la Fundación Botín y el Banco Santander y el Ministerio de Ciencia e Innovación. También han participado entidades internacionales como la National Breast Cancer Foundation/Cure Cancer Australia Foundation y National Health and Medical Research Council (Australia), la Worldwide Cancer Research (UK) y la G. Harold and Leila Y. Mathers Charitable Foundation.

Artículo de referencia:

'Transient exposure to miR-203 enhances the differentiation capacity of established pluripotent stem cells'. María Salazar-Roa, Marianna Trakala, Mónica Álvarez-Fernández, Fátima Valdés-Mora, Cuiqing Zhong, Jaime Muñoz, Yang Yu, Timothy Peters, Osvaldo Graña-Castro, Rosa Serrano, Elisabet Zapatero-Solana, María Abad, María J. Bueno, Marta Gómez de Cedrón, José Fernández-Piqueras, Manuel Serrano, María Blasco, Da-Zhi Wang, Susan Clark, Juan Carlos Izpisúa-Belmonte, Sagrario Ortega and Marcos Malumbres (EMBO J, 2020). DOI: 10.15252/embj.2019104324

 



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