Cómo dirigir el destino de una célula madre

Fuente: http://www2.cnrs.fr/presse/communique/3567.htm

Investigadores del Instituto Pasteur, del CEA y del CNRS acaban de mostrar que el entorno directo de las células madres puede tener una influencia mayor sobre el destino celular de su descendencia. Así, y dependiendo de las tensiones aplicadas en las células madres en fase de división, se observó que dichas células madres producían preferentemente dos nuevas células madres o una célula madre y otra especializada, o incluso dos células especializadas. Este estudio tiene implicaciones mayores para el uso de células madres en un ámbito terapéutico: deja suponer que sería posible, mediante el control de la composición y de las condiciones del entorno de las células madres, elegir el tipo de células que se quiere producir in vitro, a fin de trasplantarlas en el organismo del paciente para reparar un tejido lesionado.

Después de una lesión, las células madres de nuestro organismo son capaces de entrar en un proceso de divisiones para generar células especializadas (diferenciadas) con el fin de reparar el tejido lesionado. Los investigadores del departamento Células Madres y Desarrollo (instituto Pasteur / CNRS) dirigidos por Shahragim Tajbakhsh, se interesan en particular en las células madres adultas del muslo esquelético en ratones.

Durante el proceso de regeneración muscular, dichas células madres adultas son capaces de dos modos distintos de división: una división “simétrica”, para generar células similares o una división “asimétrica” en la cual se producen una nueva célula madre y una célula diferenciada. En este caso, el ADN presente en la célula madre original se transmite en su integralidad a la célula madre generada, mientras que la célula especializada hereda la copia de este ADN, lo que tiene como consecuencia preservar las células madre de las mutaciones y disminuye los riesgos de trastornos como los cánceres. Se habla de segregación del ADN. Aunque todavía no se entienda bien el papel desempeñado por este proceso: la naturaleza del ADN heredero por las células “hijas” – ya sea el original o la copia – determinaría su futuro de célula madre o especializada. Este equilibrio entre división simétrica y asimétrica es primordial: Permite generar células especializadas, necesarias al proceso de regeneración y de conservar a la vez una reserva constante de células madre. Sin embargo, los mecanismos que controlan la segregación del ADN y el destino celular eran hasta ahora desconocidos.

Para contestar a esta pregunta, los investigadores han querido estudiar la influencia de la tensión que se aplica a la célula en su entorno natural, dentro de los tejidos del organismo. Para ello, han desarrollado unos “micropatterns”, especialmente diseñados por el Instituto de Investigación en tecnologías y Ciencias para la Vida (CEA IRTSV): se trata de motivos de formas variadas (redondas, cuadradas, en forma de ancla sencilla o doble, etc.) de una superficie del orden del micrómetro cuadrado, la superficie de una a dos células. Esos micropatterns son montados en pequeñas placas que pueden acoger hasta varios millones de unidades, y son recubiertos por un substrato que permite la fijación de las células en estos motivos. Cada célula madre está montada en un micropattern, que desempeña el papel de carril guía para su división: Las dos células que resultan de la división se quedan en el mismo motivo. Variando la forma de los motivos y con ella la superficie de adherencia se puede modificar las tensiones experimentadas por la célula madre inicial y estudiar sus efectos en la naturaleza de las divisiones.

Los científicos han observado que un motivo asimétrico provoca aproximadamente 2,5 veces más divisiones de tipo segregativa que un motivo simétrico. Además, un motivo asimétrico provoca también cuatro veces más divisiones asimétricas (i.e. cuyo resultado es una célula madre y una célula diferenciada) que un motivo simétrico. El motivo asimétrico orienta, pues, la división hacia una división asimétrica y favorece un acoplamiento entre las segregaciones del ADN y la generación de dos células hijas diferentes. El destino de las células madres no dependería solo de señales celulares internas, sino también, en mayor medida, de las condiciones del entorno, y especialmente de las tensiones percibidas por las células en división.

La sugerencia aportada por el estudio de que es posible orientar el destino celular de las células madre conlleva mayores implicaciones en el ámbito del uso de las células madres en un contexto terapéutico. Las células se podrían producir bajo demanda, según las necesidades médicas y ser trasplantadas para participar en la regeneración de tejidos u órganos. Los investigadores se interesan ahora en la influencia de la composición del entorno de las células madres. Esperan, gracias al control de este segundo parámetro, conseguir la optimización del control del destino de las células madre.

Última modificación: 04/06/2014

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