El descubrimiento de las células madre pone en duda la popular teoría de la reprogramación directa

Un tipo de célula madura se puede transformar en otro tipo de célula madura sin pasar por la primera etapa de desarrollo. A esto se le llama reprogramación directa, que es un proceso confiable pero notoriamente ineficiente. Aparentemente, la reprogramación directa ocurre sólo en algunas células de la población celular. ¿Pero qué células? Muchos científicos creen que todas las células tienen la misma capacidad de reprogramarse. Lo que pasa es que las células están sujetas a mecanismos estocásticos o probabilísticos que restringen la reprogramación. Básicamente, muchos científicos creen que el éxito de la reprogramación, en cualquier célula, es una cuestión de suerte.

Otros científicos son más deterministas. Apoyan el modelo "élite" de reprogramación directa, que postula que un subconjunto raro de la población celular inicial tiene una predisposición intrínseca predeterminada a completar el proceso de reprogramación. Estos científicos incluyen al genetista molecular profesor Derek van der Kooy, PhD, que dirige un laboratorio en la Universidad de Toronto.

Un nuevo estudio del laboratorio van der Kooy presenta hallazgos que respaldan un modelo específico. En concreto, el estudio determinó que las células madre de la cresta neural ubicadas en la piel y otras áreas del cuerpo son la fuente de las neuronas reprogramadas.

Surgieron hallazgos detallados informe de células madreEn un artículo titulado "Los precursores de la cresta neural de la piel son la fuente principal de neuronas directamente reprogramadas.Van der Kooy y sus colegas argumentaron que la diversidad en el linaje de desarrollo y la maduración de la población celular inicial contribuye a la reprogramación directa mediante la conversión de fibroblastos murinos en neuronas.

"Descubrimos que casi todas las neuronas reprogramadas se derivan del linaje de la cresta neural", escribieron los autores del artículo. “Además, cuando se eliminan selectivamente los raros precursores proliferativos de NC, se produce una gran reducción en el número de neuronas reprogramadas.

"La interpretación anterior de este patrón es que demuestra la conversión del destino celular en las capas germinales del embrión (mesodermo a ectodermo)", continuaron. "Nuestra interpretación es que se trata en realidad de la diferenciación dirigida de una célula madre de linaje neuronal en la piel que tiene un sesgo intrínseco para generar progenie neuronal".

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Los nuevos hallazgos refutan la teoría popular sobre la reprogramación celular de que se puede inducir a cualquier célula en desarrollo a cambiar su identidad a un tipo de célula completamente no relacionada mediante factores de transcripción. "Creemos que la mayoría de los casos de reprogramación celular se pueden atribuir a una célula madre rara y promiscua que se encuentra en todo el cuerpo y madura", dijo la primera autora del estudio y estudiante Justine Bellaire-Hickey que permanece inactiva dentro de una población de células. estudiante del Centro Donnelly de Investigación Celular y Biomolecular de la Universidad de Toronto. “No se comprende del todo por qué la reprogramación es un proceso ineficiente. Nuestros datos explican esta incapacidad al demostrar que las células madre de la cresta neural son una de las pocas células madre que pueden producir el tipo de célula reprogramada deseada.

Las células de la cresta neural, que se encuentran debajo del folículo piloso de la piel, están genéticamente predispuestas a convertirse en neuronas. Esto no es inesperado, porque muchos tipos de células de la piel se originan en el mismo lugar que las neuronas del embrión: la capa germinal ectodérmica. El ectodermo es la capa más externa de tres capas de células formadas durante el desarrollo embrionario.

El equipo se inspiró para realizar este estudio en su propia pregunta sobre cómo se interpretan los datos experimentales de la investigación de reprogramación celular en el contexto de cuán flexible es la identidad celular. Se trata de la teoría de cómo las células maduras de una capa embrionaria pueden reprogramarse directamente en células maduras de otra capa embrionaria, aunque las tres capas germinales estén separadas por diferentes historias de desarrollo. Planteó la hipótesis de que la reprogramación celular sólo podría ocurrir desde la célula madre hasta la célula madura, donde ambas provienen de la misma capa germinal.

"Creo que las afirmaciones de reprogramación directa son exageradas o se basan en interpretaciones erróneas de los datos", dijo Bellaire-Hickey. “Nos propusimos demostrar que la identidad celular está mucho más definida y estable de lo que ha propuesto el campo de la reprogramación celular. A primera vista, parece que hemos encontrado células de la piel que pueden reprogramarse para convertirse en neuronas, pero lo que en realidad hemos encontrado son células madre en la piel que se derivan del cerebro.

Las células madre de la cresta neural se encuentran en todo el cuerpo, incluida la piel, los huesos y el tejido conectivo. Su distribución por todo el cuerpo, su capacidad de reprogramarse en múltiples tipos de células y su accesibilidad dentro de la piel para su recolección los convierten en un candidato muy potencial para el trasplante de células madre para tratar enfermedades.

"Es posible que otros que estudian la reprogramación celular hayan pasado por alto las células madre de la cresta neural, porque estas células están diseminadas por todo el cuerpo, pero también son raras", dijo van der Kooy. “Como tales, es posible que se hayan confundido con células maduras de diferentes tipos de tejidos que pueden reprogramarse en otros tipos de células. Creo que lo que hemos encontrado es un grupo único de células madre que se puede estudiar para comprender el verdadero potencial de la reprogramación celular.