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Una fuente de células madre masculinas
Se han aislado de testículos humanos células madre adultas que se comportan de forma muy parecida a las embrionarias, lo que genera esperanzas de una nueva fuente de células madre versátiles sin manipulación genética o destrucción de embriones. Si las nuevas células madre pueden usarse terapéuticamente, una simple biopsia testicular podría proporcionar el material de partida para la medicina regenerativa personalizada.
Transformación testicular: Las células madre de los testículos humanos adultos normalmente producen solo esperma, pero cuando se cultivan en el laboratorio con factores de crecimiento especiales, comienzan a parecerse a las células madre embrionarias y pueden diferenciarse en muchos tipos de células adultas.
Las nuevas células madre, conocidas como células madre de la línea germinal adulta humana (GSC), fueron cultivadas por investigadores en Alemania y el Reino Unido mediante la adición de factores de crecimiento especiales a las células espermatogoniales extraídas de los testículos. Las células espermatogoniales son células madre en los testículos adultos que normalmente generan solo un tipo de célula diferenciada (esperma). Pero con los factores de crecimiento adecuados, estas células espermatogoniales pueden cambiar para volverse pluripotentes. Comienzan a producir proteínas normalmente elaboradas por células madre embrionarias y adquieren la capacidad de diferenciarse en muchos tipos de células diferentes.
En un artículo publicado hoy en Naturaleza , Thomas Skutella de la Universidad de Tübingen, en Alemania, y sus colegas plantean la posibilidad de que las GSC adultas puedan superar muchos de los obstáculos que aún enfrentan los enfoques alternativos.
A diferencia de las células madre embrionarias, que requieren la destrucción de embriones humanos y plantean desafíos inmunológicos porque el cuerpo del paciente rechazará las células extrañas, las GSC adultas no requieren embriones y deben ser toleradas por los pacientes porque están hechas de sus propias células. Las GSC adultas también deberían ser más versátiles que otros tipos de células madre adultas, que normalmente solo pueden dar lugar a uno o unos pocos tipos de células diferenciadas.
Además, a diferencia de las células madre pluripotentes inducidas (iPS), que se fabrican mediante ingeniería genética de células madre embrionarias en células adultas normales con la ayuda de retrovirus, las GSC adultas no requieren manipulaciones significativas y, por lo tanto, evitan los riesgos de cáncer asociados.
Skutella dice que sus resultados son similares a los de experimentos recientes realizados en ratones, pero que fue mucho más complicado aislar el tipo correcto de células en humanos. Puede usar el poder de la genética para hacer ratones transgénicos con espermatogonias verdes para aislar fácilmente estas células, dice. Pero para la medicina regenerativa, es fundamental utilizar el sistema humano. Obviamente, no podemos hacer humanos transgénicos, así que tuvimos que volver a las raíces de la biología celular y probar una combinación de cosas para aislar las células madre.
Utilizando 22 muestras de tejido testicular de hombres de entre 17 y 81 años, los investigadores aislaron células madre espermatogoniales con la ayuda de perlas magnéticas que extrajeron físicamente las células correctas de la mezcla de células. Estas perlas se recubrieron con un anticuerpo que reconoce una molécula de superficie que está enriquecida en células de la línea germinal. Los investigadores siguieron esto con dos rondas más de purificación: una que usó recubrimientos de placas de cultivo que se adhieren preferentemente a las células de la línea germinal, y una segunda que usó recubrimientos que se adhieren a las células somáticas (no de la línea germinal).
Al agregar el factor inhibidor de la leucemia (LIF), una molécula que normalmente se usa para evitar que las células madre embrionarias se diferencien, el equipo logró transformar las células madre espermatogoniales resultantes en células madre que se parecían mucho más a las células madre embrionarias y pueden formar una variedad similar. de tipos de células.
Skutella cree que las células madre germinales son fundamentalmente más susceptibles de reprogramarse que las células que no participan en la línea germinal (la producción de espermatozoides u óvulos). En apoyo de esto, previamente se había observado una transformación similar en células pluripotentes con células germinales primordiales, células en el embrión que luego pasan a formar precursores de espermatozoides y óvulos. Pero obtener estas células germinales requiere destruir el embrión, mientras que las células adultas testiculares no enfrentan este problema. El ADN de las células germinales está más abierto a manipulaciones, por lo que tienen ventajas en comparación con otras células madre adultas, dice Skutella.
Fari Izadyar, director de desarrollo científico del programa de células madre de línea germinal en la empresa de biotecnología PrimeGen, dice que su equipo también ha obtenido resultados prometedores al lograr que el tejido testicular humano se diferencie en células cardíacas, cerebrales, óseas y cartilaginosas, aunque la empresa ha obtenido resultados prometedores. Aún no se han publicado los datos. Ha sido difícil producir resultados consistentes sin un suministro constante de tejido testicular humano normal, dice.
Si bien el material de partida es fácil de obtener con pequeñas biopsias testiculares, Skutella admite que su método para producir líneas de células madre germinales pluripotentes estables lleva varios meses, y que esto debería acelerarse si las células se van a utilizar terapéuticamente. Actualmente estamos buscando mejorar nuestro procedimiento de enriquecimiento al encontrar moléculas de superficie celular más específicas que puedan usarse para aislar las células más rápidamente en el futuro, dice.
Otra pregunta abierta es si las mujeres podrían beneficiarse del descubrimiento y cómo. Skutella sostiene que, como mínimo, las células madre germinales masculinas podrían usarse para tratar a las mujeres de la misma manera que se usa la médula ósea en la terapia del cáncer: encontrando un donante masculino estrechamente relacionado y tratando al paciente con inmunosupresores, para prevenir que el cuerpo de rechazar las células.
Pero otros tienen la esperanza de que se puedan obtener células madre igualmente versátiles del tracto reproductivo femenino. Antonin Bukovsky, de la Universidad de Knoxville, en Tennessee, encontró previamente células madre en la superficie del ovario y logró diferenciarlas en células neuronales. Creo que estas células podrían tener un potencial muy similar al de las testiculares, y serían igualmente fáciles de obtener, dice. Solo tendrías que cepillar la superficie del ovario, y ya sabemos que todavía existen en mujeres de edad avanzada.