El desarrollo del embrión es increíblemente complejo y maravilloso, complejo porque debe obtener a partir de una única célula los billones de células diferenciadas y exquisitamente organizadas para formar un ser vivo. No hace falta mucho para darnos cuenta de tal maravilla, basta con mirarnos al espejo.

La primera célula de la que partimos, el embrión, contiene en su interior toda la información necesaria para construir el ser completo y para lograrlo, a medida que va generando células hijas, va modulando su capacidad de generación, dotando a las hijas de cualidades diferentes según el cometido que van a desempeñar en cada tejido y en cada órgano. Esa especialización tiene un precio. La información total se mantiene, pero es la forma de leer e interpretar esa información la que varía.

El ADN, la molécula maravillosa que contiene el código genético, es decir, las instrucciones completas de fabricación del ser vivo, se asemeja a una enorme biblioteca donde está escrito cada paso, cada instrucción, en forma de intrincadas reacciones químicas que activan y desactivan genes en cada preciso momento del desarrollo. Todas las células de nuestro cuerpo, salvando rarísimas excepciones, contienen la biblioteca completa, sin embargo, dependiendo del tejido al que pertenezcan tan sólo son capaces de leer y ejecutar una parte de la información. Así, una célula de la piel lee y ejecuta las órdenes, es decir activa o desactiva genes, de una sección de la biblioteca que es distinta a la sección activada por una célula del riñón, del corazón o del hígado, por poner unos ejemplos.

El problema de la especialización es que no es reversible. Una vez hecha la elección que permite la formación de una célula concreta de un tejido del corazón, esa célula especializada no puede dar marcha atrás y “reprogramarse” para dar células hijas de otro tipo, al menos, no de forma natural. La naturaleza marca un ritmo al que las células embrionarias se reproducen y cambian y ese camino no tiene vuelta atrás. Así el embrión es capaz de generar todo tipo de células hijas, sin importar el tejido, y por eso se dice de ella que es una “célula madre totipotente”, una capacidad que comparte con las células que forman los primeros estados del desarrollo. Después van perdiendo esa capacidad y en estados posteriores las células generadas siguen siendo capaces de generar distintos tipos de células, pero no todas, son lo que se llaman “células madre pluripotentes” y, así, quemando fases en el desarrollo van perdiendo esa capacidad para diversificarse.

Los seres vivos no son máquinas perfectas, en ocasiones, debido a enfermedades o accidentes, sufren daños en sus células que necesitan una reparación para recuperar el equilibrio. Por esta razón, durante los últimos años muchos investigadores han puesto sus esperanzas en las células madre para tratar enfermedades musculares, trastornos del sistema nervioso, procesos degenerativos, etc. A esto se la ha llamado medicina regenerativa. La idea se basa en obtener células madre a partir de una “reprogramación” forzada, es decir, una marcha atrás en el proceso de diferenciación de ciertas células adultas y diferenciadas.

Dos de los investigadores que abrieron el camino que permitió la reprogramación de células adultas para convertirlas en células madre fueron Sir John B. Gurdon y Shinya Yamanaka y por ello recibieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 2012. Desde entonces se ha desarrollado un buen número de técnicas o protocolos que consiguen ese propósito. Sin embargo, una de las principales limitaciones en la aplicación de estas terapias celulares es que, aunque se consigue la vuelta atrás de las células adultas a células madre, esta transformación da células que no tienen la misma calidad que las naturales y eso impide su uso con fines terapéuticos.

Ahora, un equipo del “Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO)”: https://www.cnio.es/, al que pertenece nuestra invitada en Hablando con Científicos, María Salazar Roa, investigadora del Grupo de División Celular y Cáncer, ha desarrollado una tecnología nueva, simple y rápida que mejora el potencial in vitro e in vivo de las células madre para diferenciarse en células adultas.

“En los últimos años, se han propuesto varios protocolos para obtener células madre reprogramadas en el laboratorio a partir de células adultas, pero muy pocas para mejorar las células que ya tenemos. El método que desarrollamos puede aumentar significativamente la calidad de las células madre obtenidas por cualquier otro protocolo, favoreciendo así la eficiencia de la producción de tipos de células especializadas “, dice María Salazar-Roa.

La mejora se debe a al empleo de una secuencia de ARN, llamada microARN 203, que está presente en las primeras etapas de desarrollo del embrión, cuando está formado por células madre totipotentes. Al agregar este microARN 203 a las células madre obtenidas por distintos protocolos en laboratorio los investigadores descubrieron que se producía un notable mejora en la capacidad de las células para convertirse a otros tipos celulares.

El estudio, que ha sido publicado en la revista EMBO J, indica que las células modificadas por este nuevo protocolo son más eficientes en la generación de células cardíacas funcionales, abriendo la puerta a una generación mejorada de diferentes tipos de células necesarias para el tratamiento de enfermedades degenerativas.

Os invito a escuchar a María Salazar Roa, investigadora del Grupo de División Celular y Cáncer del “Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO)”: https://www.cnio.es/.

Referencias:
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