Un equipo español produce células madre embrionarias en un organismo vivo adulto

Un grupo de científicos del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), con sede en Madrid, han sido el primero en conseguir que células adultas de un organismo vivo retrocedan en su desarrollo evolutivo hasta recuperar características propias de células madre embrionarias.

El estudio, liderado por Manuel Serrano, director del programa de Oncología Molecular, se ha publicado hoy en la revista Nature. La investigación revela además que estas células madre embrionarias obtenidas directamente en el interior del organismo tienen una capacidad de diferenciación más amplia que las conseguidas mediante cultivo in vitro. En concreto, tienen características de células totipotentes –que poseen la capacidad de dar origen a otros tipos celulares–, un estado primitivo nunca antes obtenido en un laboratorio.

Las células madre embrionarias son la principal apuesta de la futura medicina regenerativa. Son las únicas capaces de generar cualquier tipo celular de los cientos que conforman un organismo adulto, por lo que constituyen el primer paso para la curación de enfermedades como alzhéimer, párkinson o diabetes. Investigar con ellas es muy complejo, pues tienen una brevísima existencia, limitada a los primeros días del desarrollo embrionario, y no existen en ninguna parte del organismo adulto. El hallazgo del CNIO constituye un enorme avance en su estudio, pues abre la puerta a reprogramar las células en el propio organismo.

Un hallazgo clave para avanzar en la medicina regenerativa

Uno de los mayores hitos en la reciente investigación biomédica fue el protagonizado por Shinya Yamanaka en 2006, cuando consiguió crear en el laboratorio células madre embrionarias (células madre pluripotentes inducidas in vitro, o iPSCs in vitro) a partir de células adultas, mediante un cóctel de tan solo cuatro genes.

Hemos demostrado que podemos obtener células madre embrionarias también en organismos adultos y no solo en el laboratorio

El hallazgo de Yamanaka, por el que se le concedió el premio Nobel de Medicina en 2012, abrió un nuevo horizonte en la medicina regenerativa. Sin embargo, este nuevo trabajo va más allá, al conseguir lo mismo que el científico japonés, pero esta vez dentro del propio organismo, en ratones, sin necesidad de pasar por placas de cultivo in vitro.

El primer desafío de los investigadores del CNIO fue reproducir el experimento en un ser vivo. Usando técnicas de manipulación genética, crearon ratones en los que se puede activar a voluntad los cuatro genes de Yamanaka. Así, cuando activaron estos genes, observaron que las células adultas eran capaces de retroceder en su desarrollo evolutivo hasta convertirse en células madre embrionarias, en múltiples tejidos y órganos.

“Este cambio de dirección en el desarrollo no se ha observado nunca en la naturaleza. Hemos demostrado que podemos obtener células madre embrionarias también en organismos adultos y no solo en el laboratorio”, explica María Abad, primera autora del artículo e investigadora del grupo de Serrano.

Mayor capacidad de diferenciación

En comparación con las células obtenidas con la técnica desarrollada por Yamanaka, las células madre obtenidas por los científicos españoles representan un estadio embrionario aún más temprano, con mayores capacidades de diferenciación. De hecho, los autores fueron incluso capaces de inducir la formación de estructuras pseudoembrionarias en las cavidades torácica y abdominal de los ratones.

Podemos empezar a pensar en métodos para inducir regeneración de manera local y transitoria en un determinado tejido dañado

Estos pseudoembriones presentaban las tres capas propias de los embriones (ectodermo, mesodermo y endodermo), estructuras extraembionarias como el saco vitelino e incluso signos de formación de células sanguíneas. “Nuestras células madre son mucho más versátiles que las células iPSCs in vitro de Yamamaka, cuya potencialidad genera las distintas capas del embrión, pero nunca tejidos que sustentan el desarrollo de un nuevo embrión, como la placenta”, precisa Abad.

Las células madre obtenidas en los ratones presentaban características de totipotencia nunca generadas en un laboratorio, equivalentes a las de los embriones humanos de 72 horas de gestación, compuestos por una masa de tan solo 16 células. “Ahora podemos empezar a pensar en métodos para inducir regeneración de manera local y transitoria en un determinado tejido dañado”, afirma Manuel Serrano.

Futuras aplicaciones terapéuticas

Los autores subrayan que las posibles aplicaciones terapéuticas del trabajo aún están lejos, pero sugieren que pueden significar un cambio en el rumbo de las investigaciones con células madre en la medicina regenerativa o en la ingeniería tisular.

“Nuestras células madre sobreviven también fuera de los ratones, en cultivo, por lo que podríamos, además, manipularlas en el laboratorio”, sostiene Abad. “El siguiente paso es estudiar si estas nuevas células madre son capaces de generar de una forma más eficiente distintos tejidos, como páncreas, hígado o riñón”.