La reprogramación de células especializadas para que se conviertan en diferentes tipos de células, es un proceso clave en la medicina regenerativa que se enfrenta a un gran obstáculo. El desafío radica en los patrones de metilación del ADN de las células, que son como marcadores de “memoria” celular.
Un nuevo estudio dirigido por los profesores Yosef Buganim y Howard Haim Cedar, de la Universidad Hebrea, y el profesor Ben Sanger, de la Universidad de Pensilvania, esclarece sobre los desafíos de convertir un tipo de célula especializada en otra, un proceso crítico para los avances en medicina regenerativa.
A pesar de los avances recientes, los investigadores han descubierto que un obstáculo clave para mantener la nueva identidad de las células reprogramadas radica en sus patrones originales de metilación del ADN, marcadores cruciales que definen la identidad celular.
La reprogramación celular, a menudo lograda a través de un proceso conocido como transdiferenciación, permite a los científicos transformar las células en diferentes tipos, como convertir las células de la piel en células cardíacas. Si bien estas transformaciones inicialmente parecen exitosas, las células recién reprogramadas con frecuencia no logran mantener su nueva identidad con el tiempo. ¿El resultado? Células que se comportan solo parcialmente como el tipo de célula objetivo, lo que limita su uso en tratamientos a largo plazo o aplicaciones terapéuticas.
Para comprender mejor este problema, los investigadores desarrollaron un enfoque novedoso para analizar los cambios en la metilación del ADN durante la conversión celular.
La metilación del ADN es un proceso químico que ayuda a regular qué genes están activos en una célula, sirviendo como una especie de memoria celular que bloquea la identidad de una célula.
Al estudiar varios modelos de conversión celular directa tanto en células cultivadas en laboratorio como en tejidos animales, el equipo descubrió que, aunque las células pueden comenzar a verse y actuar como su nuevo tipo, conservan sus patrones originales de metilación del ADN.
“A pesar de los cambios significativos en la expresión génica, las células reprogramadas no pueden borrar completamente sus instrucciones de desarrollo originales. Esto limita su capacidad para asumir plenamente su nuevo rol”, explicó el profesor Buganim.
El estudio sugiere que las limitaciones de desarrollo incrustadas en las regiones reguladoras del ADN impiden que las células restablezcan estos patrones. Como resultado, las células reprogramadas no llegan a convertirse en versiones completamente funcionales de su tipo previsto.
“Este descubrimiento abre nuevas vías en la comprensión de las barreras moleculares para completar la reprogramación celular”, agregó el profesor Cedar. “También nos acerca un paso más a descubrir cómo superar estos obstáculos, lo que podría tener implicaciones significativas para futuras aplicaciones médicas, incluida la regeneración de tejidos y el modelado de enfermedades”.
Estos hallazgos marcan un paso importante en el campo de la reprogramación celular, ya que ofrecen información crucial sobre cómo lograr transformaciones celulares estables y funcionales para futuras terapias basadas en células.
El artículo de investigación titulado “Transdifferentiation occurs without resetting development-specific DNA methylation, a key determinant of full-function cell identity”, ya está disponible en PNAS.
Investigadores:
Ahmed Radwan1, Jason Eccleston2, Ofra Sabag1, Howard Marcus1, Jonathan Sussman2, Alberto Ouro1, Moran Rahamim1, Meir Azagury1, Batia Azria1, Ben Z. Stanger2, Yosef Buganim1 y Howard Haim Cedar1.
Instituciones:
1) Departamento de Biología del Desarrollo e Investigación del Cáncer, Instituto de Investigación Médica Israel-Canadá, Facultad de Medicina, Universidad Hebrea de Jerusalem.
2) Departamentos de Medicina y Biología Celular y del Desarrollo, Instituto de Medicina Regenerativa, Facultad de Medicina Perelman, Universidad de Pensilvania.
