Descripción científica de la estrategia de generación de células ips (células troncales pluripotentes inducidas) Valoración ética de esta estrategia

Transcripción

1 Descripción científica de la estrategia de generación de células ips (células troncales pluripotentes inducidas) Valoración ética de esta estrategia José Moya Sabaté Master en Bioética de la URJC de Madrid

2 1.- Qué son las IPS Las células IPS, del inglés células troncales pluripotentes inducidas provienen del investigador Yamanaka, que es el pionero en tratar de conseguir células de adultos tan rejuvenecidas, que tengan las mismas propiedades que las células embrionarias, pero evitando el uso de embriones ni óvulos, sino utilizando únicamente la ingeniería genética. El objetivo era conseguir células pluripotentes con casi todas las ventajas de las embrionarias y sin los inconvenientes de éstas. Una célula troncal es aquella que es capaz de dividirse indefinidamente y diferenciarse a distintos tipos de células especializadas, no sólo morfológicamente sino también de forma. 1 Las células troncales se pueden diferenciar entre totipotenciales, capaces de producir tejido embrionario y extraembrionario, las células troncales pluripotenciales, que tienen la facultad de diferenciarse a tejidos procedentes de cualquiera de las tres capas embrionarias, y las multipotenciales, capaces de diferenciarse a distintos tipos celulares procedentes de la misma capa embrionaria. Hasta hace pocos años se distinguía entre las células troncales embrionarias pluripotenciales y las células troncales adultas como multipotenciales. Ahora sabemos que la potencialidad de las células troncales adultas es mayor de la esperada. Hay células troncales pluripotenciales en algunos órganos adultos con capacidad de diferenciarse en tejidos derivados de cualquiera de las capas embrionarias. Para que una célula troncal pueda considerarse pluripotencial tiene que cumplir las condiciones de ser: Una única célula debe ser capaz de diferenciarse a células especializadas procedentes de cualquier capa embrionaria. Demostrar la funcionalidad in vitro de las células a las que se han diferenciado. Que se produzca un asentamiento claro y persistente de las células en el tejido objetivo 1 Esta información ha sido obtenida del artículo Células madre adultas de F.Prósper y CM. Verfaillie de la Universidad de Navarra y de la Universidad de Minnesota respectivamente.

3 En noviembre de 2007, 16 meses después de la publicación de las experiencias de reprogramación celular en animales llevadas a cabo por Takahasi y Yamanaka se consigue, por el propio grupo de Yamanaka y el de Thomson, la reprogramación de células adultas humanas. Contrasta esta rapidez con los 17 años que transcurrieron desde que se obtuvieron células madre embrionarias de ratones hasta que se consiguió lo mismo en humanos. 2 Según el informe del profesor Aznar, Biológicamente no hay diferencias entre las células ips y las embrionarias humanas, aunque para confirmarlo totalmente habría que producir embriones humanos por clonación a partir de las células ips y comprobar la similitud biológica de sus células embrionarias con las de embriones obtenidos por fecundación in vitro o transferencia nuclear somática, lo cual éticamente no es posible llevar a cabo. Las células IPS se convierten ahora en la panacea para investigación biomédica y toxicología de drogas. Obviamente, aunque se está en el comienzo, las ips sustituyen a las ES (células troncales procedentes de embriones) y a las obtenidas por transferencia nuclear a oocitos, las SCNT. Recientemente, se han conseguido IPS humanas: gira por tanto definitivamente la investigación sobre la reprogramación nuclear. Para un potencial uso terapéutico habría que asegurar que con la reprogramación no se haya producido una expresión alterada de genes. Es decir, la pluripotencialidad de estas ips no las convierte en células para terapia regenerativa, ya que el gen cmyc se ha sobrexpresado en la progenie de los ratones y algunos desarrollan tumores. Afortunadamente no es necesario para la terapia regenerativa rejuvenecer hasta tal punto las células troncales de adulto Son clínicamente útiles las células IPS? JUSTO AZNAR, DIRECTOR DEL INSTITUTO DE CIENCIAS DE LA VIDA ABRIL 2010, publicado por la Universidad Católica de Valencia. 3 Artículo Células troncales rejuvenecidas y el final de la clonación humana escrito por Natalia López Moratalla, Universidad de Navarra. 4 La investigación reciente de la que habla el texto es la de Takahashi, K., Tanabe, K., Ohnuki, M., Narita, M., Ichisaka, T., Tomoda, K., and Yamanaka, S (2007)Induction of Pluripotent Stem Cells from Adult Human Fibroblasts by Defined Factors. Cell 131, 1 22.

4 2.- Reprogramación Celular Para lograr una ips hay que ejecutar un proceso de reprogramación de las células originarias para llegar a convertirlas en una célula madre pluripotente. El proceso tendía varias etapas: 1. Recolección de células cutáneas 2. Introducción de genes como factores de trascripción 3. Reprogramación celular propiamente dicha 4. Cultivo en laboratorio 5. Diferenciación celular 6. Autotransplante Las técnicas más empleadas para la reprogramación celular y la obtención de células ips se basan principalmente en la sobreexpresión heteróloga de factores de transcripción como Oct4, Sox2, Klf4 y c-myc. Existen numerosas aproximaciones para conseguir tal sobreexpresión, el uso de una u otra dependerá sobre todo del tipo celular de partida y del uso posterior que se hará de las células ips. 5 Las técnicas empleadas para la reprogramación de células y la obtención de células madre pluripotentes inducidas (ips) a partir de células maduras ya diferenciadas han avanzado en gran medida en los últimos años. No obstante los mecanismos moleculares que subyacen en la reprogramación celular aún no se conocen con total detalle al igual que el grado de pluripotencia que tendrán las células ips según el tipo celular del que parten. Existen varios tipos de técnicas para conseguir células ips a partir de células diferenciadas. Actualmente la mayoría de las técnicas empleadas se basan en la sobreexpresión heteróloga de un conjunto de factores de transcripción durante unas semanas. La sobreexpresión de tales factores de transcripción produce la pluripotencia inducida. El conjunto de factores más usado para inducir pluripotencia está formado por los factores de transcripción Oct4, Sox2, Klf4 y c-myc pudiéndose reemplazar Klf4 y c- Myc por Nanog y Lin-28. Es importante señalar que en los casos en los que las células diferenciadas de las que se parte ya producen niveles altos de alguno de estos factores de transcripción tan sólo es necesario inducir la expresión de los demás, como ocurre en las células madre neuronales que expresan en gran medida el factor de transcripción Sox2. 5 Los siguientes datos se ha obtenido de Nat Methods Jan;7(1):20-1. Primer: induced pluripotency. de Souza N. PMID: [PubMed - indexed for MEDLINE] y del resumen de dicho trabajo publicado en con último acceso el 7 de enero de 2011

5 Además de llevar a cabo la reprogramación celular, a la hora de generar ips se intenta que el genoma de las células no quede alterado por el proceso de reprogramación. Por ejemplo que no queden restos de los vectores usados para introducir los factores en las células. Por este motivo se están empezando a usar virus que no se integran en el genoma y transfección transitoria con plásmidos o episomas en lugar de virus que se integren en el genoma. Obtener células pluripotentes sin provocar alteraciones permanentes en el genoma es posible gracias a que una vez producida la reprogramación los factores de transcripción propios de la célula, homólogos a los que se les suministra, se activan pudiéndose prescindir de los factores suministrados. De este modo una vez realizada la reprogramación se pueden eliminar los factores de transcripción suministrados quedando el genoma de la célula intacto. Siguiendo este enfoque se están desarrollando nuevos métodos para suministrar los factores como el uso de transposones del tipo piggybac o mediante cassettes flanqueados por el gen laxp de modo que, una vez reprogramadas las células, los factores exógenos puedan ser eliminados mediante transposasas. También se están realizando estudios donde se suministran los factores ya en forma de proteínas o se emplean las moléculas pequeñas como el ácido valproico en lugar de los factores de transcripción. Actualmente se ha descubierto que determinadas moléculas pequeñas como el ácido valproico pueden tener efectos similares a algunos factores de reprogramación pudiéndose usar también en la obtención de células ips. El empleo de una metodología u otra depende en gran medida del tipo celular de partida. La reprogramación celular y la obtención de células ips aún se encuentra en fase de investigación y desarrollo constituyendo un tema de gran interés en el área. 3.- Valoración ética de las ips 6 No hay duda que la creación de las células ips tiene una gran importancia científica, pero también ética. La principal ventaja ética es que para obtenerlas no hay que destruir un embrión humano. Esta circunstancia ya es suficiente para hacer ver el gran valor de su creación. Por ello, según recoge Cyrianoski en Nature (452; , 2008), nada más que Yamanaka y Thomson anunciaron su 6 La información contenida en este apartado ha sido parafraseada de la revista Provida Press en su número 282.

6 descubrimiento, el presidente norteamericano Bush calificó el descubrimiento como un avance científico dentro de los límites éticos en los que toda investigación debe transcurrir, por lo que desde un principio manifestó todo su apoyo a estas investigaciones. Sin embargo, como casi todos los nuevos avances, también el uso de las células ips puede tener algunas dificultades éticas. En efecto, el propio Yamanaka comentaba en Nature que las células madre ofrecían nuevas y positivas perspectivas éticas, aunque algunas de ellas podían ser negativas, pues mucha gente puede producirlas sin necesidad de comunicarlo a nadie. Comentaba Yamanaka su preocupación porque alguien pudiera utilizar las células ips para producir gametos. Tanto espermatozoides como óvulos podían generarse a partir de las células ips de un varón, y consecuentemente ser utilizadas con fines reproductivos, aunque, como comenta Yamanaka, el ser producido no sería un auténtico clon, porque los genes se reorganizan durante la formación de los gametos. A pesar de ello, su producción podría ser peligrosa. Es decir, a partir de células ips de un varón se podrían producir óvulos, lo que permitiría a una pareja de homosexuales tener un hijo. Esto no podría ocurrir con las parejas de lesbianas, pues los cromosomas Y de los que ellas carecen son necesarios para producir esperma. A partir de las células ips posiblemente se podría crear un clon humano, pues de acuerdo con las experiencias realizadas por Jaenisch en ratones, éste ha conseguido crear clones de estos animales transfiriendo las células ips generadas a un embrión, así mismo de ratón. Por tanto, utilizando esta técnica, se podrían crear clones del ratón que dona la célula somática para generar la célula ips. Aunque con el nivel tecnológico actualmente disponible no parece fácil que se llegasen a producir clones, no cabe duda que, dado los grandes avances que en este campo de la ciencia se están produciendo, la posibilidad de clonar un ser humano a partir de células ips pudiera llegar a ser en los próximos años una verdadera posibilidad. Es decir, parece que ocurre lo que se da en otros campos de la ciencia, que para que los prometedores avances que se pueden conseguir con el uso de las células ips se utilicen de forma éticamente correcta, habrá que apelar en último lugar a la responsabilidad ética de los propios investigadores.