La capacidad de conducir las células somáticas, o completamente distinguidas, humanas de nuevo a un estado célula pluripotent o de la "de vástago" superaría muchos de los desafíos científicos y sociales significativos al uso de las células de vástago embrio'n-derivadas y ayudaría a realizar la promesa de la medicina regeneradora. La investigación reciente con las células del ratón y del ser humano ha demostrado que tal transformación ("reprogramando") es posible, aunque el proceso actual es ineficaz y, cuando trabaja, entendía mal. Pero ahora, los gracias a la aplicación de herramientas genomic integrantes nuevas de gran alcance, a un equipo de investigación cruz-disciplinario de la universidad de Harvard, al instituto de Whitehead, y al amplio instituto del MIT y de Harvard han destapado la nueva información significativa sobre los cambios moleculares que son la base del proceso de reprogramación directo. Sus resultados se publican en línea en la naturaleza del diario.

"utilizamos un acercamiento genomic para identificar los obstáculos dominantes al proceso de reprogramación y para entender porqué la mayoría de las células no pueden reprogramar," dijimos a Alexander Meissner, profesor auxiliar en el departamento de universidad de Harvard de la célula de vástago y del miembro regenerador de la biología y del asociado del amplio instituto, que condujo el esfuerzo multi-institucional. "actualmente, la reprogramación requiere la infección de las células somáticas con los virus dirigidos. Este acercamiento puede ser inadecuado para generar las células de vástago que se pueden utilizar en medicina regeneradora. Nuestro trabajo proporciona a las penetraciones críticas que pudieron conducir en última instancia a un acercamiento refinado."

El trabajo previo había demostrado que cuatro factores de la transcripción - proteínas que mediatas si sus genes de la blanco están dados vuelta encendido o apagado - podrían conducir las células completamente distinguidas, tales como piel o células de sangre, en un vástago ce'lula-como el estado, conocido como células pluripotent inducidas del vástago (IPS). Construyendo apagado de este conocimiento, los investigadores examinaron con éxito y reprogramaron sin éxito las células para entender mejor el proceso complejo.

"interesante, la respuesta de la mayoría de las células aparece ser activación de los ' mecanismos seguros" del fall normal del `, dijo Tarjei Mikkelsen, estudiante graduado en el amplio instituto y el primer autor del papel de la naturaleza. "mejorar el bajo rendimiento del proceso de reprogramación requerirá evitar estos mecanismos sin invalidarlos permanentemente."

Los investigadores utilizaron las tecnologías que ordenaban next-generation para generar las correspondencias de genoma-wide de las modificaciones epigenéticas - que controlan cómo la DNA se empaqueta y está alcanzada dentro de las células - e integrado este acercamiento con la expresión del gene que perfila para vigilar cómo las células cambian durante el proceso de reprogramación. Sus resultados dominantes incluyen:

1. Las células completamente reprogramadas, o las células del IPS, demuestran la expresión del gene y las modificaciones epigenéticas que son llamativo similares, aunque no no necesariamente es idéntico, a las células de vástago embrionarias.
2. Las células que escapan sus mecanismos a prueba de averías iniciales pueden ` convertido inmóvil pegado ' en estados parcialmente reprogramados.
3. Identificando diferencias características en las correspondencias y los perfiles epigenéticos de la expresión de estas células parcialmente reprogramadas, los tratamientos diseñados investigadores usando los productos químicos o interferencia del RNA (RNAi) que eran suficientes conducirlos a un estado completamente reprogramado.
4. Uno de estos tratamientos, implicando el 5-azacytidine quimioterapéutico, podía mejorar la eficacia total del proceso de reprogramación por vario cientos por ciento.

"un avance dominante que facilitaba este trabajo era el aislamiento de células parcialmente reprogramadas," co-autor dicho Jacob Hanna, compañero postdoctoral en el instituto de Whitehead, que condujo recientemente dos otros estudios de reprogramación de la independiente. "contamos con que la caracterización adicional de células parcialmente programadas, junto con el descubrimiento y el uso de otras moléculas pequeñas, haga celular reprogramando aún más eficiente y eventual seguro para el uso en medicina regeneradora."

CAMBRIDGE, Masa. (18 de abril de 2008) - un equipo de investigadores ha demostrado eso completamente maduro, las células de B distinguidas puede ser reprogramado a embrionario-va'stago-ce'lula-como estado, sin el uso de un huevo según un estudio publicado en la aplicación de abril del 18 la célula.

En la investigación anterior, las células pluripotent inducidas del vástago (IPS) se han creado de los fibroblasts, un tipo específico de células de la piel que pueden distinguir en otros tipos de células de la piel. Porque no hay manera de decir si los fibroblasts fueron distinguidos completamente, las células usadas en experimentos anteriores se pudieron haber distinguido menos y por lo tanto más fácil convertir a embrionario-va'stago-ce'lula-como el estado de las células del IPS.

Las células de B son las células inmunes que pueden atar a los antígenos específicos, tales como proteínas de bacterias, a los virus o a los microorganismos. Desemejante de fibroblasts, las células de B maduras tienen una parte específica de su DNA cortada como paso de progresión final de la maduración. "ese pedazo de DNA se corta una vez, no puede volverse," dice Jacob Hanna, primer autor en el papel y un compañero postdoctoral en el laboratorio de Rudolf Jaenisch del miembro de Whitehead. "controlando el genoma dénos una manera de cerciorarnos de que las células del IPS que resultaban no eran de las células no maduras."

Hanna y sus colegas comenzaron el experimento generando las células del IPS de las células de B no maduras. Similar al proceso creaban las células del IPS de las células del fibroblast, Hanna reprogramó con éxito las células de B no maduras en las células del IPS usando retroviruses para transferir cuatro genes (Oct4, Sox2, c-Myc y Klf4) en la DNA de las células.

Sin embargo, un factor adicional, CCAAT/enhancer-binding-protein -? (C/EBP?), era necesario nudge las células de B maduras que se reprogramarán como células del IPS.

Como las células del IPS de estudios anteriores del fibroblast, las células del IPS de las células de B maduras y no maduras se podían utilizar para crear ratones. Los ratones crecidos de las células de B maduras reprogramadas faltaban la misma parte de su DNA que las células de B maduras, demostrando que Hanna y sus colegas habían reprogramado con éxito las células completamente distinguidas.

Además de demostrar la potencia de la reprogramación, este trabajo ofrece la promesa de los nuevos modelos de gran alcance del ratón para las enfermedades autoinmunes tales como esclerosis múltiple y diabetes del tipo 1, en las cuales el cuerpo ataca ciertos tipos de sus propias células. Por ejemplo, las células maduras de B o de T específicas para las células del nervio llamadas glia se podrían reprogramar a las células del IPS y después utilizar para crear ratones con un sistema inmune entero que se prepara para atacar solamente las células del glia, de tal modo creando un modelo del ratón para estudiar esclerosis múltiple.

Eventual, los investigadores podrán estudiar enfermedades siguiendo un proceso similar con las células humanas, predicen Jaenisch, que es también profesor de la biología en Instituto de Tecnología de Massachusetts. "en el principio, éste permitirá que usted transfiera una enfermedad humana genética compleja en un plato de petri, y lo estudian," él dice. "que podría ser el primer paso de progresión para analizar la enfermedad y para definir una terapia."

Referencia:

Célula, 18 de Abril De 2008 134(2). reprogramación de “Direct de los linfocitos maduros terminal distinguidos de B a pluripotency”

Jacob Hanna (1), Styliani Markoulaki (1), Patrick Schorderet (1), Barba De Caroline (1), Bryce W. Carey (1), Marius Wernig (1), Menno P. Creyghton (1), Eveline J. Steine (1), (1), Juan P. Cassady (1), Christopher J. Lengner (1), Jessica A. Dausman (1), Rudolf Jaenisch (1.2)

1. Instituto para la investigación biomédica, Cambridge, mA 02142 los E.E.U.U. de Whitehead

2. Departamento de la biología, MIT, Cambridge, mA 02142 los E.E.U.U.