MADRID 19 Ago. (EUROPA PRESS) -
Los daños en el ADN causados por factores como la radiación ultravioleta afectan a casi tres cuartas partes de las líneas de células madre derivadas de células de la piel humana, afirman investigadores de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), que sostienen que la secuenciación del genoma completo es esencial para confirmar si las líneas celulares son utilizables, según publican en la revista 'Nature Genetics'.
Las células madre son un tipo especial de célula que puede programarse para convertirse en casi cualquier tipo de célula del organismo. En la actualidad se utilizan para estudiar el desarrollo de órganos e incluso las primeras fases del embrión.
Los investigadores recurren cada vez más a ellas para desarrollar nuevos tratamientos, conocidos como terapias celulares. Otras aplicaciones potenciales son la programación de las células madre para que se conviertan en células nerviosas que sustituyan a las perdidas por la neurodegeneración en enfermedades como el Parkinson.
En un principio, las células madre se obtenían de embriones, pero ahora es posible obtenerlas a partir de células de la piel de adultos. Las denominadas células madre pluripotentes inducidas (iPSC) se han generado a partir de una serie de tejidos, incluida la sangre, que es cada vez más popular debido a su facilidad de obtención.
Sin embargo, investigadores de la Universidad de Cambridge y del Instituto Wellcome Sanger han descubierto un problema con las líneas de células madre derivadas tanto de células de la piel como de la sangre. Cuando examinaron en detalle los genomas de las líneas de células madre, descubrieron que casi tres cuartas partes presentaban daños sustanciales en su ADN que podrían comprometer su uso tanto en la investigación como, sobre todo, en las terapias celulares. Sus resultados representan el mayor estudio genético realizado hasta la fecha sobre las iPSC.
El ADN se compone de tres mil millones de pares de nucleótidos, moléculas representadas por las letras A, C, G y T. Con el tiempo, los daños en nuestro ADN, por ejemplo por la radiación ultravioleta, pueden dar lugar a mutaciones: una letra C puede cambiar a una letra T, por ejemplo.
Las "huellas dactilares" que quedan en nuestro ADN pueden revelar cuál es la causa de este daño. A medida que estas mutaciones se acumulan, pueden tener un profundo efecto en la función de las células y, en algunos casos, dar lugar a tumores.
El doctor Foad Rouhani, que llevó a cabo el trabajo en la Universidad de Cambridge y el Instituto Wellcome Sanger, explica que se dieron cuenta de que algunas de las células iPS que generaban tenían un aspecto realmente diferente entre sí, incluso cuando procedían del mismo paciente y se derivaban en el mismo experimento.
"Lo más llamativo era que los pares de células iPS tenían un paisaje genético muy diferente --prosigue--: una línea tenía un daño mínimo y la otra tenía un nivel de mutaciones más habitual en los tumores. Una posible razón para esto podría ser que una célula en la superficie de la piel es probable que tenga una mayor exposición a la luz solar que una célula por debajo de la superficie y, por lo tanto, eventualmente puede conducir a las células iPS con mayores niveles de daño genómico", explica.
Los investigadores utilizaron una técnica común conocida como secuenciación del genoma completo para inspeccionar todo el ADN de las líneas de células madre de diferentes cohortes, incluida la cohorte HipSci del Instituto Wellcome Sanger, y descubrieron que hasta el 72% de las líneas mostraban signos de daños importantes por rayos UV.
La profesora Serena Nik-Zainal, del Departamento de Genética Médica de la Universidad de Cambridge, explica que "casi tres cuartas partes de las líneas celulares presentan daños importantes por rayos UV. Algunas muestras presentaban una enorme cantidad de mutaciones, a veces más de las que encontramos en los tumores. Nos sorprendió enormemente saber esto, dado que la mayoría de estas líneas procedían de biopsias de piel de personas sanas", recuerda.
Decidieron centrar su atención en las líneas celulares no derivadas de la piel y se centraron en las iPSC derivadas de la sangre, ya que éstas son cada vez más populares debido a la facilidad de obtener muestras de sangre. Descubrieron que, aunque estas iPSC derivadas de la sangre también presentaban mutaciones, tenían niveles más bajos que las células iPS derivadas de la piel y no presentaban daños por rayos UV. Sin embargo, alrededor de una cuarta parte presentaba mutaciones en un gen llamado BCOR, un gen importante en los cánceres de sangre.
Para investigar si estas mutaciones en BCOR tenían alguna repercusión funcional, diferenciaron las iPSC y las convirtieron en neuronas, siguiendo su evolución.
El doctor Rouhani explica que lo que encontraron "fue que había problemas para generar neuronas a partir de iPSC con mutaciones en BCOR: tendían a favorecer otros tipos de células. Se trata de un hallazgo importante, sobre todo si se pretende utilizar esas líneas para la investigación neurológica".
Cuando examinaron las muestras de sangre, descubrieron que las mutaciones BCOR no estaban presentes en el paciente: en cambio, el proceso de cultivo de las células parece aumentar la frecuencia de estas mutaciones, lo que puede tener implicaciones para otros investigadores que trabajan con células en cultivo.
Los científicos suelen analizar sus líneas celulares para detectar problemas a nivel cromosómico, por ejemplo, comprobando que están presentes los 23 pares de cromosomas necesarios. Sin embargo, esto no sería lo suficientemente detallado como para detectar los problemas potencialmente importantes que este nuevo estudio ha identificado. Y lo que es más importante, si no se examinan en detalle los genomas de estas células madre, los investigadores y los médicos no serían conscientes del daño subyacente que presentan las líneas celulares con las que trabajan.
"El daño en el ADN que observamos era a nivel de nucleótidos --subraya el profesor Nik-Zainal--. Si se piensa en el genoma humano como en un libro, la mayoría de los investigadores comprobarían el número de capítulos y se darían por satisfechos de que no faltara ninguno. Pero lo que vimos fue que incluso con el número correcto de capítulos, muchas de las palabras estaban desordenadas".
Afortunadamente, según el profesor Nik-Zainal, hay una forma de evitar el problema: utilizar la secuenciación del genoma completo para buscar los errores en detalle desde el principio.
"El coste de la secuenciación del genoma completo se ha reducido drásticamente en los últimos años, hasta situarse en torno a los 500 euros por muestra, aunque lo más difícil es el análisis y la interpretación --indica--. Si una pregunta de investigación implica líneas celulares y modelos celulares, y sobre todo si vamos a introducir estas líneas en los pacientes, puede que tengamos que considerar la secuenciación de los genomas de estas líneas para entender con qué estamos tratando y tener una idea de si son adecuadas para su uso".
El doctor Rouhani recuerda que en los últimos años se ha ido descubriendo cada vez más cómo incluso nuestras células sanas llevan muchas mutaciones y, por tanto, no es un objetivo realista producir líneas de células madre con cero mutaciones. "El objetivo debería ser saber todo lo posible sobre la naturaleza y el alcance de los daños en el ADN para tomar decisiones informadas sobre el uso final de estas líneas de células madre", apunta.
"Si una línea se va a utilizar para terapias basadas en células en pacientes, por ejemplo, entonces tenemos que entender mejor las implicaciones de estas mutaciones para que tanto los clínicos como los pacientes estén mejor informados de los riesgos que conlleva el tratamiento", concluye.
