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Instrucciones para generar células madre

CIENCIA – REPROGRAMACION CELULAR

El uso de células madre resulta una promesa en las terapias regenerativas. Son difíciles conseguir. Sin embargo desde hace ya varios años es posible generarlas. “¿Alguna vez se propuso hacerlo?”. Pase, lea y llévese la receta.

Alejandro Villarreal *

Esta historia comienza minutos luego de la fecundación. Es decir, un ratito después de que un óvulo encontró e incorporó un espermatozoide. Apenas después de que los núcleos de estas células sexuales se fusionaron. Cada una trajo consigo 23 cromosomas. Ahora, luego de la fusión, hay 46. Tenemos todo. Una célula humana que al multiplicarse puede generar tanto células del cuerpo como de la placenta. Señoras y señores con ustedes: la cigota. La célula madre por excelencia. La única célula totipotente. La madre de todas las células. Durante el desarrollo embrionario no habrá otra célula con capacidad de dar origen tanto a una célula del cuerpo como de la placenta. La cigota comenzará a multiplicarse dando lugar a 2 células, luego a 4, 8, 16, etc. Genéticamente todas estas células serán idénticas pero comenzarán a aparecer diferencias. Se irán “diferenciando”. El destino de cada una de estas se irá especificando según la función que le toque.

El compromiso y la identidad.

Volvamos varios pasos hacia atrás en la cronología de la historia y analicemos lo que pasó. Comenzamos con una única célula con capacidad (o potencialidad) de dar lugar a todas las células del cuerpo y de la placenta, y terminamos con células muy especializadas. Tan comprometidas a su función y forma que no pueden convertirse en otra cosa.

Una neurona, por ejemplo, comparte el mismo origen embrionario con las células de la piel. Sin embargo, una no puede convertirse en la otra. Sus destinos no son intercambiables. Es más. Una neurona no puede convertirse en ningún otro tipo celular del cerebro aunque sean estas “parientes” cercanos. Las células se comprometen de tal manera en adquirir una identidad durante el desarrollo que les resulta imposible adquirir otra.

El compromiso de las células a una tarea específica, a un destino, aumenta a medida que avanza el desarrollo embrionario. Rara vez se pueden volver pasos hacia atrás y nunca se puede volver al comienzo. Es como dejar flotando un barquito de papel en un arroyo que luego desemboca en arroyos más pequeños los cuales nunca se vuelven a juntar. Una vez que el barquito tomo un rumbo (“eligió” un arroyito), no podrá tomar otro porque la desembocadura quedó atrás. A contra corriente. Solo empujándolo con nuestra mano, “haciendo trampa”, podemos hacer que vuelva a comenzar. No podemos hacer que el barquito salte de un arroyo a otro, siempre hay que llevarlo al comienzo. Solo así podemos darle la oportunidad de tomar otro destino.

¿Por qué tanto interés en convertir una célula en otra? Parte de este interés radica en la promesa de las terapias regenerativas. En reemplazar células muertas o dañadas con células sanas. Para esto no necesitamos células totipotentes, pero sí pluripotentes. Es decir, no importa si no podemos generar placenta en el contexto de terapias regenerativas.

Desde hace no tantos años es posible REVERTIR la identidad de una célula ya madura. Sabemos cómo empujar ese barquito de papel a contra corriente hasta tal punto que puede elegir otros arroyitos y volver a comenzar un recorrido distinto. A continuación me adentro, en pocas palabras, en los mecanismos biológicos/moleculares del asunto. Como cuando nos quitamos una curita: rápido y con el menor dolor posible.

La biología.

A medida que las células de nuestro cuerpo se comprometen a un destino, el programa genético de pluripotencia se apaga y se enciende otro que confiere la nueva identidad. Como ocurre con las computadoras. Según qué archivo se esté ejecutando, se estará leyendo una determinada región del disco rígido. Si la genética hace referencia al ADN total que tienen nuestras células, la epigenética es aquello que indica qué porción del ADN está siendo “leída”. Dos células distintas de nuestro cuerpo tienen la misma genética pero distinta epigenética.

Un equipo de investigación descubrió hace ya algunos años que basta con re-activar 4 genes en alguna célula con identidad definida para volverla pluripotente. Una célula humana tiene aproximadamente 30.000 genes. Basta con activar cuatro de estos para devolverles esa potencia. Estos cuatro genes se llaman factores de Yamanaka, en honor al director del grupo que los descubrió. Los nombres de estos cuatro genes son: 1) Oct/4, 2) Sox2, 3) Klf4, 4) c-Myc. Una célula madura, diferenciada y comprometida tiene estos 4 genes en una región “inaccesible” del ADN que no puede leer. El truco está en otorgarle estos genes desde afuera de forma tal que la célula pueda leerlos. Así es como empujamos el barquito de papel en contra de la corriente.

Las instrucciones.

Tome una muestra de piel de una persona voluntaria. De esa biopsia extraiga fibroblastos, aquellas células especializadas en fabricar colágeno. Cultive los fibroblastos con mucho cuidado en una placa de petri dentro de una incubadora húmeda a 37° C. Utilice siempre el medio de cultivo adecuado. Retire la placa de fibroblastos y coloque dentro de una campana de seguridad para evitar contaminaciones. Abra la placa y ofrezca a sus células un fragmento de ADN que contenga los 4 factores de Yamanaka. Tiene que ser suave y convincente. Las células deben incorporar ese ADN y leerlo como propio, de lo contrario, seguirán siendo fibroblastos. Si los fibroblastos incorporaron el ADN que usted le ofreció, lo sabrá en no menos de 24 horas. Deje la placa de fibroblastos con el ADN agregado nuevamente en la incubadora y espere. Deje pasar el tiempo. Sea paciente.

Controle siempre el medio de cultivo y vea de cambiarlo diariamente. A medida que los fibroblastos se de-diferencian a células pluripotentes perdiendo su compromiso a ser fibroblastos, usted notará que el medio de cultivo se consume más rápidamente evidenciando un cambio de color en el mismo. Esto se debe a que las células, ahora pluripotentes, pueden multiplicarse más y tienen una mayor tasa metabólica. Donde había 100, habrá 200, 400, 800 y así sucesivamente. Crecerán exponencialmente en cuestión de horas. A diferencia de los fibroblastos, que crecían lentamente y desparramados por la placa de petri, usted notará que las células pluripotentes crecen rápido formando colonias redondas, o mejor dicho, ovaladas y en tres dimensiones. Unas arriba de las otras. Observe los bordes de las colonias. Estos tienen que ser regulares, prolijos y brillantes. Bien definidos. El no serlo es una indicación de que algo anduvo mal. Puede que nunca hayan dejado de ser fibroblastos o puede que se hayan diferenciado en otra cosa. En algo no deseado. Siempre que es a destiempo, siempre que es anticipadamente, es algo no deseado. Todo debe ser perfecto. Si pasaron ya varios días y sus colonias de células pluripotentes lucen como corresponde, está usted en condiciones de re-diferenciarlas a cualquier tipo celular mientras su imaginación lo permita. No se limite.

* Investigador de CONICET. Instituto de Biología Celular y Neurociencias “Prof. Eduardo de Robertis” (UBA-CONICET). Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires.