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Las células madre reprogramadas están plagadas de mutaciones
Las células adultas que se han reprogramado en células madre albergan una serie de mutaciones genéticas, algunas de las cuales aparecen en genes que se han relacionado con el cáncer. Si bien los científicos aún no saben cómo esto podría afectar el uso de las células en la medicina, dicen que los hallazgos muestran que las células necesitan un estudio mucho más extenso.
Células de cribado: Una nueva investigación revela que las células madre pluripotentes inducidas (que se muestran aquí) portan una serie de mutaciones genéticas, que podrían tener implicaciones para su uso terapéutico.
Mientras pensamos en usar [estas] células para terapia, querremos considerar qué tipo de pruebas de detección queremos hacer, dice Lawrence Goldstein , profesor de biología molecular en la Universidad de California, San Diego. Una de las principales preocupaciones sobre las terapias basadas en células madre ha sido si conllevan un riesgo de cáncer; tanto las células madre como las cancerosas se distinguen por su capacidad para dividirse continuamente.
En dos estudios publicados hoy en Naturaleza , los investigadores analizaron el genoma de las células madre pluripotentes inducidas (iPS), células adultas que se han revertido genética o químicamente al estado de células madre. Estas células han atraído un gran interés tanto de los científicos como del público como una alternativa potencial a las células madre embrionarias. Al igual que sus primos derivados de embriones, las células iPS pueden convertirse en cualquier tipo de tejido, lo que las convierte en un buen candidato para las terapias de reemplazo celular. También son compatibles genéticamente con el paciente, lo que significa que no conllevan el riesgo de rechazo inmunológico asociado con los trasplantes de células existentes.
En un estudio, Goldstein, Kun Zhang , y colaboradores de la Universidad de California en San Diego, secuenciaron la porción codificadora de genes del genoma en 22 líneas celulares iPS que habían sido reprogramadas utilizando varios métodos diferentes. Cada línea celular que miramos, encontramos mutaciones únicas [letras genéticas] en la región codificadora de proteínas, un promedio de seis mutaciones por línea celular, dice Zhang.
Diferentes líneas celulares tenían mutaciones en diferentes genes, pero un número desproporcionado de las mutaciones apareció en genes involucrados en el crecimiento celular o en genes que se habían relacionado previamente con el cáncer.
Algunas de las mutaciones probablemente surgen de la presión evolutiva de crecer en un plato. Si una mutación aleatoria que ocurre durante la división celular ayuda a que las células hijas crezcan más rápido que otras, esa mutación echará raíces en la población. Sin embargo, el equipo de Zhang descubrió que la tasa de mutación en las células iPS es 10 veces mayor que la tasa típica de las células cultivadas.
Todavía no está claro por qué las células iPS tienen una tasa de mutación tan alta. Los investigadores encontraron que aproximadamente la mitad de las mutaciones ocurrieron antes de la reprogramación y podrían encontrarse en unas pocas células en la población inicial de la que se derivaron las células iPS. Los otros podrían haber ocurrido durante el proceso de reprogramación o cuando las células iPS recién creadas crecieron. El equipo ahora está planificando pruebas similares de células madre embrionarias.
En el segundo estudio en Naturaleza , investigadores de Canadá y Finlandia utilizaron microarrays (chips salpicados con fragmentos de ADN objetivo) para analizar otro tipo de mutación genética en las células iPS: pequeñas deleciones o duplicaciones de ADN conocidas como variaciones estructurales. Descubrieron que las células iPS tenían más de estas variaciones que las células de la piel o las células madre embrionarias al principio del proceso de reprogramación, pero que las células que presentaban anomalías desaparecían rápidamente a medida que la población seguía creciendo.
Los investigadores dicen que se necesita más investigación para comprender qué significan los hallazgos para el uso futuro de estas células en terapias. La gran pregunta es cuál de estos cambios realmente importa, dice Jeanne Loring, director del Centro de Medicina Regenerativa del Instituto de Investigación Scripps. Necesitamos averiguar cuáles son relevantes y cuáles son solo ruido. Loring ha publicado resultados similares al segundo estudio de este año.
Para algún tipo de cambios genéticos (mutaciones en genes ligados al cáncer, por ejemplo), claramente no querríamos usar células en pacientes, dice Martin Pera , director del Broad Center for Regenerative Medicine de la Universidad del Sur de California, quien escribió un comentario que acompaña a la publicación en Naturaleza . Pero para la amplia gama de cambios, realmente no comprendemos la importancia funcional. Como es el caso en muchos estudios de genómica, la capacidad de recopilar información genética en profundidad ha superado nuestra capacidad para interpretarla, dice. Ese es el verdadero desafío en el futuro.
Parte del problema es que los científicos saben poco sobre los mecanismos subyacentes a la reprogramación. Aún no podemos identificar qué aspecto particular del proceso de reprogramación o cultivo celular es responsable de generar estos cambios, dice Pera. Si queremos solucionar este problema, debemos comprender qué aspecto del proceso es fundamental.