Investigadores australianos han descubierto nueva evidencia en un misterio de una década sobre la reprogramación de células madre, un proceso que se cree que tiene un inmenso potencial para la medicina regenerativa.
En un estudio, investigadores de la Universidad de Australia Occidental, el Instituto de Investigación Médica Harry Perkins y la Universidad de Monash describen los impulsores clave del proceso mediante el cual las células de los tejidos maduros del cuerpo, como la piel, pueden convertirse deliberadamente en células madre. que posteriormente puede formar casi cualquier tipo de célula.
En teoría, la reprogramación de células madre podría dar a los científicos la capacidad de crear cualquier tipo de tejido para trasplante o para la reparación de órganos dañados. Sin embargo, la capacidad de llevar a cabo la reprogramación celular depende del uso de proteínas llamadas factores de transcripción, que ayudan a activar o desactivar genes específicos.
La investigación, codirigida por el profesor Ryan Lister de la UWA y el Instituto Harry Perkins y el Instituto de Descubrimiento de Biomedicina de Monash y el Profesor Asociado del Instituto de Medicina Regenerativa de Australia, José Polo, proporciona una explicación de cómo funcionan estos factores de transcripción para reprogramar las células. La capacidad de un conjunto específico de cuatro factores de transcripción para convertir células maduras en células madre pluripotentes inducidas (iPSC) fue descubierta por primera vez en 2006 por investigadores japoneses, que posteriormente recibieron el Premio Nobel por el avance.
“Más de una década después de que se hiciera este descubrimiento, todavía no se entendía claramente cómo funcionan estos factores de reprogramación”, dijo el profesor Lister.
El estudio actual describe cómo estos factores de transcripción entran en áreas del genoma y hacen accesibles genes específicos que están codificados en el ADN.
“Se requieren genes y otras instrucciones codificadas en la secuencia de ADN para construir una célula funcional. Pero el ADN se puede cambiar entre un estado accesible abierto y un estado comprimido cerrado, lo que altera la forma en que la célula puede utilizar la secuencia de ADN subyacente”, dijo el profesor Lister.
“Esto se conoce como cromatina, un complejo de ADN y proteínas que forma cromosomas dentro del núcleo celular, y que influye en cómo la célula utiliza la información almacenada en la secuencia de ADN”.
Los investigadores utilizaron técnicas avanzadas de análisis del genoma para observar cómo se reconfiguraba la cromatina a lo largo del proceso de reprogramación celular, desde células especializadas hasta iPSC.
“A través de esto, pudimos ver con gran detalle cómo algunas células se reprograman con éxito, mientras que otras no, y aprendimos cómo mejorar la eficiencia del proceso de conversión”, dijo el profesor Lister.
El coautor principal, el profesor asociado Polo, explicó que en una versión muy simplificada, los investigadores encontraron que los factores de reprogramación abren otras áreas en la cromatina, mientras que los factores de transcripción que controlan la piel se ‘perdieron’ en estas áreas, olvidándose de controlar los suyos. genes que se cierran,”
“De esta manera, los factores de reprogramación pueden abrir las áreas involucradas en el programa de pluripotencialidad”, dijo el profesor Polo.
“Ahora que sabemos que son importantes, podemos estudiar estas áreas con más detalle y ver qué papel pueden desempeñar en el desarrollo, la regeneración o incluso el cáncer”.
La investigación fue posible gracias al trabajo de los investigadores y coautores, la Dra. Anja Knaupp de la Universidad de Monash y el Dr. Sam Buckberry de la Universidad de Australia Occidental y el Instituto Harry Perkins.
“A través de nuestros análisis moleculares, pudimos comprender mejor y, en consecuencia, mejorar el proceso de reprogramación, que es esencial si finalmente queremos trasladar esta tecnología a aplicaciones clínicas”, dijo el Dr. Knaupp.
“Nuestro enfoque en el aislamiento de células en diferentes etapas del proceso de reprogramación nos permitió obtener una visión sin precedentes de cómo el ADN sufre dos oleadas importantes de cambios con respecto a cómo se compacta en el núcleo de una célula. Este fue un paso crítico para ayudar a identificar qué mecanismos permiten que una célula se reprograme con éxito”, dijo el Dr. Buckberry.
Estos hallazgos pueden allanar el camino en el futuro para que los tejidos se regeneren dentro del cuerpo humano en lugar de en el laboratorio, para la producción de “células sintéticas” con propiedades adaptadas a las necesidades de los investigadores o médicos, o para la producción de fármacos que imitar estos factores.
El estudio fue apoyado por el Consejo Nacional de Investigación Médica y de Salud de Australia y la Iniciativa Especial de Australia de Células Madre del Consejo de Investigación de Australia en Ciencia de Células Madre.
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Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.