LA BASE MOLECULAR DEL FUNCIONAMIENTO DE CÉLULAS MADRE

Las células madre se sitúan en el centro de gran cantidad de investigaciones dado su enorme potencial como futuro tratamiento ante importantes enfermedades como el cáncer o la diabetes. Sin embargo, a día de hoy, no se conoce con detalle el funcionamiento de este tipo de células, capaces de expresar gran parte de su material genético, de manera que pueden originar diferentes tipos de tejidos o autorrenovarse de forma indefinida. Para profundizar en el conocimiento de los mecanismos moleculares relacionados con la actividad de células madre, Alicia Barroso del Jesus y José Luis García Pérez, desarrollan investigaciones punteras desde el Banco Andaluz de Células Madre.

Miguel Ángel Pérez

Todos hemos escuchado hablar de células madre, investigación o tratamientos con ellas, pero como suele pasar con temas potencialmente muy importantes, los términos no se expresan con claridad. A día de hoy, la investigación sobre células madre es muy intensa con el fin de contrastar la enorme cantidad de teorías que sobre sus futuras aplicaciones existen. Se piensa que las células madre son una clave ante enfermedades como el cáncer o en el desarrollo de ingeniería tisular (recuperación de tejidos dañados). Al mismo tiempo, se cree que pueden ser un buen medio de realizar investigación previa sobre medicamentos en tejidos vivos sin utilizar animales o humanos.

José Luis García y Alicia Barroso, en su laboratorio del Banco Andaluz de Células Madre

Sin embargo, en la actualidad, las aplicaciones reales de células madre son la regeneración de tejidos dañados por quimioterapia e implante de tejidos de forma local. Es necesario conocer con más detalle cómo funciona cada tipo de célula madre, para poder profundizar con seguridad en nuevos tratamientos clínicos. En este sentido, Alicia Barroso del Jesus y José Luis García Pérez, desde el Banco Andaluz de Células Madre, desarrollan dos investigaciones independientes, destinadas a conocer mejor cuál es la base molecular del funcionamiento de las células madre. Ambos proyectos recibieron en agosto de 2008 el informe favorable del la Comisión Nacional de Seguimiento y Control de la Donación y Utilización de Células y Tejidos Humanos, incrementando de este modo a 15 el número de investigaciones con células madre en Andalucía.

Un parásito del DNA

José Luis García coordina el proyecto denominado Actividad del retroelemento LINE-1 en células stem somáticas: impacto y mosaicismo genómico, cuyo principal objetivo es identificar la influencia de los elementos LINE-1 en células madre embrionarias y en células madre adultas de los principales tejidos de nuestro cuerpo.

Los elementos LINE-1 o L1 son un tipo de retroelemento o retrotransposon del genoma humano, y constituyen un 17% de éste. Estos elementos son una clase de RNA perteneciente al material genético móvil. Aunque este tipo de material genético no tiene función conocida, cumple un papel importante como parásito de nuestro genoma, esto es, puede modificar el genoma de nuestras células y alterar de este modo su actividad. El papel de este tipo de material genético se piensa que tiene una enorme importancia en el proceso de evolución de las especies, ya que es una de las principales vías PARA introducir mutaciones/variación en los individuos. Sin embargo, a nivel de organismo, los elementos LINE-1 suelen generar enfermedades importantes en el organismo (hemofilia, cáncer, distrofia muscular, etc.), teniendo un papel nada bueno.

Aunque no se conoce cómo trabajan los retroelementos, se sabe que alteran la actividad normal del DNA celular y, por ello, se cree que están vinculados a enfermedades como la leucemia y otros tipos de cáncer. Al mismo tiempo, como elementos “móviles” de nuestro material genético, tienen capacidad para modificar cualquier fragmento del mismo, por lo que se relacionan enormemente con la plasticidad genética de nuestras células

Las células madre tienen la capacidad de transformarse en cualquier tipo de tejido y renovarse de forma indefinida

En este sentido es donde se encuadran los objetivos del proyecto desarrollado por José Luis García-Perez, ya que pretende analizar en qué tipo de tejidos (grupos de células del mismo tipo), tienen más influencia los retroelementos L1. Las células de cada tejido humano (hepático, muscular, etc.) utilizan diferente parte de su genoma y, por tanto, su actividad no se ve alterada de la misma forma por las inserciones de los elementos L1. Del mismo modo, el estudio se orientará a conocer la influencia de los retroelementos en las células madre embrionarias, para evaluar si pueden influir en que éstas originen un tipo u otro de tejido.

Pequeñas moléculas de RNA

Por su parte, Alicia Barroso del Jesus coordina el proyecto Caracterización molecular y funcional de microRNAs asociados a células madre embrionarias: implicaciones en renovación y pluripotencialidad. Su principal objetivo es identificar la influencia de los microRNAs en la expresión genética de las células madre embrionarias.

Los microRNAs son un tipo de moléculas, pertenecientes al tipo de los ácidos nucléicos. Descubiertas hace relativamente poco, se sabe que actúan como importantes reguladores génicos. Esto es, influyen en que la información de un determinado gen se exprese o no, controlando si el producto de dicho gen, una proteína, se sintetiza o no, y en qué cantidad. Aunque queda mucho por conocer de estas pequeñas moléculas, se sabe que tienen control sobre buena parte de los procesos biológicos de nuestro organismo. Evidentemente, las células madre no son una excepción, por lo que sus procesos biológicos muy probablemente se encuentran regulados por estas pequeñas moléculas de RNA. A día de hoy se han identificado más de 700 tipos de microRNAs, aunque sólo un determinado subconjunto de ellos es activo en cada tipo celular.

Por ello, la investigación dirigida por Alicia Barroso se centrará en estudiar y mejorar el conocimiento sobre el papel de los microRNAs en el desarrollo y funcionamiento de células madre. “Pretendemos definir, a nivel molecular, el papel de estos reguladores génicos, describir los genes que los codifican e identificar qué proteínas son inhibidas, y por consiguiente los procesos biológicos controlados por microRNAs en células madre embrionarias. Al mismo tiempo, pretendemos descubrir nuevas variedades de microRNAs en estas células, pues es posible que aún no se hayan identificado todos”, indica Alicia Barroso. De este modo, los resultados de este proyecto permitirán conocer mejor los mecanismos moleculares mediante los que una célula madre embrionaria controla procesos únicos como su capacidad para renovarse indefinidamente o para generar cualquier tipo de tejido.

Banco Andaluz de Células Madre

Ambas investigaciones se desarrollan en el Banco Andaluz de Células Madre y sus resultados están orientados a ampliar la investigación básica en el campo de las células madre. Describir los mecanismos moleculares mediante los que el complejo genoma de una célula madre trabaja y se desarrolla abrirá muchas puertas para seguir avanzando con pasos sólidos en el tratamiento de enfermedades y la mejora de la salud humana. Se trata, sin duda, de campos de investigación punteros a nivel internacional que sitúan la investigación en Andalucía a la vanguardia en este complejo y trascendental ámbito científico.

El Banco Andaluz de Células Madre es un instrumento básico del Programa Andaluz de Terapia Celular y Medicina Regenerativa, siendo también el nodo central del Banco Nacional de Líneas Celulares. Está ubicado en el Centro de Investigación Biomédica del Parque Tecnológico de Ciencias de la Salud de Granada y fue la primera estructura creada en España específicamente para la investigación con células madre.

Más Información:

José Luis García Pérez
Banco Andaluz de Células Madre
Email: josel.garcia.perez@juntadeandalucia.es

Alicia Barroso del Jesus
Banco Andaluz de Células Madre
Email: alicia.barroso.exts@juntadeandalucia.es