Un equipo del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha logrado un avance pionero al conseguir que células adultas de un organismo vivo retrocedan en su desarrollo evolutivo hasta recuperar características propias de células madre embrionarias. Este hito, publicado en la revista Nature, abre nuevas vías para la medicina regenerativa y la ingeniería tisular.
Avance en la Reprogramación Celular 'In Vivo'
Los investigadores del CNIO, liderados por Manuel Serrano, han conseguido reproducir en ratones la técnica que, aplicada 'in vitro', valió el Premio Nobel de Medicina en 2012 a Shinya Yamanaka. El descubrimiento clave reside en la capacidad de inducir la reprogramación directamente dentro del organismo, eliminando la necesidad de cultivos 'in vitro'.
El trabajo, que contó con la colaboración del equipo de Miguel Manzanares del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), demuestra que las células adultas pueden ser inducidas a un estado de pluripotencia similar al de las células madre embrionarias.
Células Madre Embrionarias: La Base de la Medicina Regenerativa
Las células madre embrionarias son esenciales para la medicina regenerativa debido a su capacidad única para generar cualquier tipo celular del organismo. Sin embargo, su existencia natural se limita a las primeras etapas del desarrollo embrionario.
El hallazgo de Shinya Yamanaka en 2006, quien desarrolló un método para crear células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) a partir de células adultas mediante un cóctel de cuatro genes, supuso un gran avance. El equipo del CNIO ha ido un paso más allá, logrando esta reprogramación directamente en organismos vivos.
El Experimento de Yamanaka Adaptado a Organismos Vivos
Para llevar a cabo su investigación, los científicos del CNIO crearon ratones genéticamente modificados que permitían la activación controlada de los cuatro genes de Yamanaka. Al activar estos genes, observaron que las células adultas en diversos tejidos y órganos retrocedían en su desarrollo hasta convertirse en células madre embrionarias.
María Abad, primera autora del artículo, destaca la novedad de este cambio en el desarrollo celular: "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 sólo en el laboratorio".
Mayor Potencial Embrionario: Células Totipotentes
Una de las revelaciones más significativas de este estudio es que las células madre embrionarias obtenidas 'in vivo' presentan características de totipotencia, un estado primitivo nunca antes logrado en un laboratorio. Estas células son equivalentes a las de los embriones humanos de 72 horas de gestación.
En comparación con las células iPSCs obtenidas 'in vitro', las células madre del CNIO representan un estadio embrionario aún más temprano, con una capacidad de diferenciación significativamente mayor. Los investigadores incluso lograron inducir la formación de estructuras pseudo-embrionarias en ratones, que presentaban las tres capas germinales embrionarias (ectodermo, mesodermo y endodermo), estructuras extraembrionarias y signos de formación de células sanguíneas.
La investigadora del CNIO señala: "Estos datos nos dicen que nuestras células madre son mucho más versátiles que las células iPSCs 'in vitro' de Yamanaka, cuya potencialidad genera las distintas capas del embrión, pero nunca tejidos que sustentan el desarrollo de un nuevo embrión, como la placenta".
Futuras Aplicaciones Terapéuticas
Aunque las aplicaciones terapéuticas directas aún están lejanas, este avance tiene el potencial de transformar la investigación con células madre, la medicina regenerativa y la ingeniería tisular.
Las células madre obtenidas en este estudio son viables en cultivo, lo que permite su manipulación en laboratorio. El siguiente paso será investigar su capacidad para generar de forma más eficiente tejidos como el páncreas, el hígado o el riñón.
¿Qué son las células madre? 2025
Desafíos y Consideraciones
La reprogramación celular, si bien prometedora, presenta desafíos. La seguridad es una preocupación primordial, y estudios anteriores han asociado el uso de ciertas técnicas de reprogramación con la generación de tumores. La persistencia de "memoria" genética de las células adultas originales en las células iPSCs también es un área de investigación activa.
La epigenética juega un papel crucial en la reprogramación. Los perfiles de metilación del genoma de las células iPSCs se comparan con los de las células madre embrionarias para comprender mejor las diferencias y similitudes. Aunque el objetivo es lograr una reprogramación completa, la eficiencia y la seguridad siguen siendo áreas de optimización.
Además, la investigación busca métodos más seguros y eficientes para la reprogramación, explorando el uso de moléculas pequeñas o ARN en lugar de genes virales para evitar la mutagénesis insercional y reducir el riesgo de tumores. La capacidad de controlar la diferenciación de las células iPSCs para obtener tipos celulares específicos de manera segura y consistente es fundamental para su aplicación clínica.
Reconocimientos y Financiación
Este trabajo ha sido financiado por diversas instituciones, incluyendo el Ministerio de Economía y Competitividad, el European Research Council, la Comunidad de Madrid, la Fundación Botín, la Fundación AXA y la Fundación Ramón Areces.