Antecedentes de Reprogramación Celular

La reprogramación de celdas es el proceso utilizado para convertir celdas de un tipo particular a otro. En las últimas seis décadas, se han desarrollado muchas técnicas para definir la pluripotencia inducida.

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Algunos de los principios y técnicas que se han desarrollado en la investigación de reprogramación celular son la aplicación de la transferencia nuclear de células somáticas en la diferenciación celular, lo que ha confirmado el hecho de que la célula diferenciada y la célula embrionaria temprana contienen información genética similar; enfoques que son útiles en el cultivo y la generación de células pluripotentes; y la conclusión de que los factores de transcripción son los principales responsables de decidir el destino celular.

A continuación se discuten varias etapas de desarrollo de la investigación de programación celular:

Etapa de desarrollo primario

• En 1885: August Weissmann sugirió que los subconjuntos de material genético se aislaran entre las células hijas simultáneamente con el progreso del desarrollo de la investigación de reprogramación celular.
• En 1888: Wilhelm Roux disipó una de las dos células de un embrión. Descubrió que solo la mitad del embrión completo se desarrolla a partir de la célula embrionaria resultante. Hans Spemann había logrado aplicar este método utilizando el embrión de tritón en 1935.
• En 1909: Ethel Browne Harvey, quien llevó a cabo muchas investigaciones sobre la división celular en el embrión de erizos de mar, fue la primera en descubrir que el eje secundario se puede inducir en el huésped embrionario mediante trasplantes celulares. La invención del organizador de Spemann se basa en el trabajo de Harvey sobre la división de células embrionarias.
• En 1928: Hilde Mangold y Hans Spemann realizaron varios experimentos con el embrión de Salamandras para determinar los factores responsables de la diferenciación y determinación embrionarias. Estos experimentos condujeron a la demostración de inducción de célula a célula, por la cual el destino de las células sometidas a diferenciación puede decidirse en la etapa embrionaria.

Las células responsables de la diferenciación y determinación embrionarias se denominan organizador de Spemann. Posteriormente, el organizador de Spemann formó la base de varias investigaciones embrionarias moleculares que se llevan a cabo para encontrar los factores responsables de decidir el destino de la célula.

Además, Spemann había realizado varios estudios para encontrar si las células que se someten a diferenciación pueden restaurarse al estado embrionario o si estas células persisten para permanecer en un estado diferenciado. Spemann presentó que el núcleo trasplantado contenía un genoma que tiene la capacidad de dirigir todos los tipos de diferenciación celular, si un núcleo de la célula especializada se implanta en un óvulo ya enucleado que se había desarrollado en un embrión.

Etapa de desarrollo secundario

• En 1962: John Gurgeon es la primera persona en definir prácticamente la técnica de reprogramación celular en 1962. Su investigación sobre la clonación de ranas a través de la transferencia nuclear llevó al inicio de la reprogramación nuclear de las células. La reprogramación nuclear es un proceso por el cual la expresión génica de un tipo celular se convierte en la expresión génica de los otros tipos celulares.
• En 1981: Gail Martin y Martin Evans iniciaron y desarrollaron las células madre embrionarias de ratón. Austin Smith presentó las condiciones necesarias para el cultivo de células madre embrionarias y los factores responsables de la pluripotencia en 1988.
• En 1987: La conversión del destino celular mediada por factores fue la segunda etapa de esta línea de investigación, establecida por Harold Weintraub. Su investigación indicó la posibilidad de conversión de fibroblastos en linaje muscular a través de la transducción de MyoD.
• En 1997: Por primera vez, lan Wilmut clonó una oveja, lo que supuso un hito en la historia de la investigación de reprogramación celular.
• En 1998: Aplicación del enfoque de reprogramación celular en el descubrimiento del VIH-TAT.
• En 2001: se utilizaron células madre de un embrión para reprogramar células madre somáticas. Estas células reprogramadas y las células pluripotentes tienen las mismas propiedades. Se ha observado que los heterocariontes experimentaron cambios transcripcionales en ausencia de hibridación nuclear.
• En 2007: La historia de la investigación sobre la reprogramación celular había llevado al desarrollo de células madre pluripotentes inducidas. Yamanaka y James Thomson generaron células madre pluripotentes inducidas por humanos por primera vez.
• En 2012: John Gurdon y Shinya Yamanaka habían tenido éxito en la realización de investigaciones, en las que la célula madura sometida a diferenciación se convierte en una célula inmadura y esta célula inmadura se puede desarrollar en cualquier célula del cuerpo. Esta invención fue un gran avance en la historia de la investigación de reprogramación celular.

Desarrollos recientes

En los últimos años, las células madre pluripotentes inducidas que se generan a partir de células madre somáticas se han utilizado ampliamente en medicina regenerativa. Sin embargo, la eficiencia de la reprogramación de células sigue siendo baja. Hay otros factores como el potencial tumorígeno, la inestabilidad, etc., que afectan el uso de células madre pluripotentes inducidas, particularmente en aplicaciones clínicas.

Por lo tanto, la técnica de reprogramación está en la etapa de desarrollo para generar células madre pluripotentes inducidas de mejor eficiencia, calidad y seguridad. El desarrollo generalmente se dirige a la fuente de la célula somática, el cóctel de factores de reprogramación, la técnica por la cual se introducen los factores de reprogramación, y se cultivan las condiciones para mantener las células madre pluripotentes inducidas generadas.

Lectura adicional

• Todo el Contenido Celular
• Estructura y Función del Núcleo Celular
• ¿Qué son los Orgánulos?
• Cilios y Flagelos en Eucariotas
• Mitosis vs Meiosis