University of Wisconsin / MadisonCTEs humanas: más difíciles de manipular que las células de ratonesUniversity of Wisconsin / Madison
La células madre, capaces de generar diferentes tejidos del organismo, acapararon el interés de los científicos y de la población por representar una promesa de tratamiento para problemas de salud aún sin una tratamiento satisfactorio. Ensayos realizados en diferentes países durante los últimos años confirman la versatilidad de esas células –especialmente, las células madre embrionarias (CTEs), extraídas del embrión días después de su formación– y contribuyen al surgimiento de una ola de optimismo que, por ahora, incluso parece exagerado.
Cuanto más se estudian estas células, más se descubre que todavía resta mucho por avanzar antes de poder utilizarlas en nuevas terapias. “Sentía resquemor de inyectar células madre embrionarias en mi cuerpo y mayor recelo aún de utilizar las células madre pluripotentes inducidas (iPS), sobre las cuales sobrevuelan muchas preguntas sin respuesta”, dice Joshua Brickman, del Centro de Medicina Regenerativa de la Universidad de Edimburgo, Escocia. “Debemos proseguir los estudios”, afirma. Brickman visitó Brasil en marzo para encargarse de los preparativos de la cuarta edición del curso “Embryonic stem cells as a model system for embryonic development”, que se concretará en 2013, en el Centro de Estudios del Genoma Humano de la USP.
Con una parte teórica y otra práctica, el curso reúne a las mayores autoridades del mundo en el estudio de las células madre con investigadores en el comienzo de su carrera durante tres semanas. Brickman y Jennifer Nichols, investigadora del Centro de Estudios sobre Células Madre de la Universidad de Cambridge, en Inglaterra, lo instituyeron hace siete años como capacitación para jóvenes investigadores de América Latina. Itinerante en sus primeras ediciones, el curso ha sido organizado en Chile, México y Brasil. Ahora, Brickman y Jennifer pretenden establecer una base permanente en alguno de estos países.
A continuación, lea los principales tramos de la entrevista en que hablaron con Pesquisa FAPESP sobre el curso y las cuestiones abiertas al respecto del funcionamiento de las CTEs.
¿Por qué no sabemos cómo mantener la pluripotencia de las CTEs en laboratorio?
Joshua – La pluripotencia es una definición basada en las funciones de las células. Nosotros no sabemos realmente qué es. Mi laboratorio trabaja con la cuestión de la pluripotencia versus totipotencia. Sabemos que algunas células del embrión generarán cualquier tipo de célula. El problema consiste en que no sabemos cuáles células exhiben esta propiedad hasta que hacemos un experimento. Actualmente contamos con marcadores de CTEs. Aunque, incluso con ellos, no podemos tener la certeza de que las células que tomamos son CTEs.
Eduardo Cesar• Joshua BrickmanEduardo Cesar
¿La población de CTEs, es, por lo tanto, heterogénea?
Joshua – Recientemente se ha descubierto algo interesante. Uno toma una placa de Petri con CTEs, escoge una célula, evalúa su pluripotencia y descubre que hay algo que no hace. No puede convertirse en un embrión. Entonces, uno clona esa célula in vitro y obtiene otra población de células heterogéneas. Nuevamente, se extrae una célula entre esa nueva población y se descubre que ésta puede generar linajes embrionarios. La heterogeneidad de una población de células parece ser importante para que existan CTEs pluripotentes. No es la única célula que perpetúa la pluripotencia. Eso se obtiene mediante un mix complejo de células. Lo interesante en los mamíferos es que uno toma una población de células del embrión en fase muy primigenia y, si divide las células por la mitad, logra dos embriones normales. Las células son muy reguladoras. Pueden regenerar las células que necesitan contar a su lado en el embrión, regenerar ese nicho. En cierto sentido, cuando seleccionamos una célula que puede generar una familia de células embrionarias realizamos un mini experimento evolutivo.
Jennifer – Debatimos ese tema con gente que trabaja con la pluripotencia. Ellos dicen que las CTEs precisan ser homogéneas, deben hallarse todas en la misma condición. El sueño sería que todas las células de la población de CTEs fuesen pluripotentes y se pudiera tomar cualquiera de ellas. Pero no estamos de acuerdo con ese enfoque.
Joshua – Todavía predomina la mentalidad de que existe una fórmula sencilla con la cual se crean CTEs totalmente idénticas, que podrían transformarse en cualquier tejido. No existe solamente un tipo de CTEs, sino múltiples tipos. La gente que estudia la naturaleza de las CTEs ya lo sabe, pero muchos otros que están, por ejemplo, intentando utilizar CTEs para producir células beta del páncreas para fabricar insulina, no lo saben.
Jennifer – Las CTEs constituyen un modelo de desarrollo de los mamíferos. Creemos que los biólogos que mejor comprenden a las CTEs son los evolucionistas. Si uno no comprende el desarrollo del embrión, no logra pensar en forma correcta.
Muchos de los experimentos con CTEs se realizan con células de ratas o ratones. ¿Por qué resulta más complejo trabajar con CTEs humanas?
Jennifer – Porque la embriología de ellas es distinta. Las células humanas se encuentran en una fase más avanzada de desarrollo que las de los ratones y, por eso, no logramos explotar sus potencialidades. Volvemos a la cuestión del desarrollo. Cuando se obtuvieron las primeras CTEs humanas en laboratorio, se notó que requerían condiciones diferentes. Eran más difíciles de cultivar que las de los ratones. En realidad, eran un tejido diferente. La expresión de marcadores era diferente. Ahora sabemos que las CTEs humanas se encuentran más cerca de las denominadas células madre de epiblasto [que generarán la piel y el tejido nervioso] derivadas posteriormente a la implantación del embrión en ratones. Las CTEs humanas se encuentran en la fase denominada primed pluripotency (no diferenciadas, aunque encaminadas en ese proceso), mientras que las CTEs de ratones se hallan en la fase de pluripotencia naïve (más inmadura).
Joshua – Probablemente es una cuestión de tiempo hasta lograr CTEs humanas con las cuales podamos trabajar tal como lo hacemos con las de los ratones.
Jennifer – Se está trabajando mucho. No obstante, en el caso de las CTEs humanas, es posible que nunca se logre llevarlas a la misma fase que las CTEs de ratón.
Joshua – No sabemos si eso es factible. Todavía debemos llevar a cabo experimentos. Hubo intentos por realizarlos, pero lograron un éxito acotado.
Eduardo Cesar• Jennifer NicholsEduardo Cesar
¿Habría que concentrar la investigación mayormente en CTEs humanas y menos en las de ratones?
Jennifer – Sin los estudios con las células de animales no sabríamos ni siquiera por dónde empezar el trabajo con las células humanas. No sabríamos que sería posible obtener todas esas familias en un medio de cultivo.
Joshua – Para hacer genética real, es necesario contar con células humanas como las de los ratones, pasibles de ser manipuladas. Las células de los ratones pueden sufrir alteraciones genéticas específicas y generar linajes celulares, a partir de los cuales se obtienen múltiples generaciones con esas alteraciones. Estos experimentos son vitales. Podemos modificar una célula de ratón. Uno puede transformar CTEs de ratones en células de epiblasto, que son muy similares a las CTEs humanas. Este abordaje puede resultar muy productivo. No se puede manipular en esa forma a las CTEs humanas. Se necesita trabajar tanto con las CTEs humanas como con las de ratones. No sabemos dónde aparecerá la innovación.
¿Ustedes creen que la prensa y los propios científicos crearon expectativas exageradas sobre las posibilidades terapéuticas de las CTEs, más o menos como ocurrió con el tema del secuenciamiento del genoma humano?
Joshua – Es pertinente hacer una distinción. Contamos con terapias basadas en el trasplante de células madre [adultas, extraídas de la médula ósea] desde hace 30 años. Pero coincido que hubo una exageración. Los científicos son responsables por generar una expectativa realista al respecto de las investigaciones. Pero muchos están más preocupados por conseguir la atención de la prensa y financiamiento para sus investigaciones basándose en promesas. En el Reino Unido existe una línea de financiación en el Consejo de Investigación Médica que, inicialmente, propiciaba ensayos clínicos cinco años después de la investigación básica. Eso es irreal y también ocurre en otras áreas. Aunque en algunos lugares hay esperanza. Un inglés, Peter Coffey, está empleando CTEs para tratar la degeneración macular. Eso resulta muy excitante. ¿Pero podremos mañana curar el Parkinson o la distrofia muscular? De ninguna manera. Debemos ser realistas. Esos son objetivos para dentro de 20 ó 30 años. Y puede que toda la investigación con CTEs no conduzca a ninguna terapia celular. Aunque tal vez podamos identificar factores que las células producen y que pueden utilizarse para estimular la reparación endógena del organismo, algo mucho más sorprendente. Creo que las áreas en las que vamos a utilizar CTEs son aquéllas donde actualmente ya se cuenta con protocolos utilizando células adultas, tales como la leucemia o diabetes tipo 1 [trasplantes de células de páncreas de cadáveres]. Eso no sucederá pronto. Tal vez dentro de 5 ó 10 años. No podremos curar todas las enfermedades con las CTEs.
¿Y las investigaciones con células madre pluripotentes inducidas (iPS)?
Joshua – Hace cinco o seis años, mucha gente saltó de la investigación con CTEs a iPS. Hoy noto que están formulándose las mismas preguntas que yo. Tan solo intercambiaron el modelo de estudio. Las iPS no son lo mismo que las CTEs. Se producen muchas modificaciones en las células adultas para convertirse en iPS, para involucionar a esa etapa. Cuando se colocan células diferenciadas a partir de iPS en modelos animales, existe una posibilidad mayor de generar tumores. No olvidemos que el cáncer es una transformación y las iPS son células genéticamente modificadas. Las CTES pueden presentar un fenotipo similar al de un cáncer, pero son genéticamente normales. Una célula iPS ya no es genéticamente normal, fue transformada. Recelaría de inyectar células madre embrionarias en mi cuerpo y más todavía de utilizar las iPS, sobre las cuales sobrevuelan muchas preguntas sin respuesta. Por eso es importante no detener las investigaciones con CTEs solamente porque las células iPS se encuentren disponibles.
Jennifer – Volvemos a la cuestión de cómo diferenciar las CTEs humanas. Las iPS no son tan buenas como se espera que sean. Aunque creo que representan una línea de investigación fantástica.
¿Por qué les gustaría establecer una base permanente del curso sobre CTEs en Brasil?
Joshua – Jennifer y yo organizamos ese curso, basado en el modelo del que se dicta en Cold Spring Harbor [en Estados Unidos], hace siete años, siempre en distintos lugares. Pero ahora tenemos interés en crear una base permanente. De esta manera, sería más fácil administrarlo. Para atraer a los investigadores del extranjero necesitamos una estructura e inversión. São Paulo cuenta con los recursos, las instalaciones y la gente para realizarlo. Solamente puede hacerse en un sitio donde haya investigación, pues es una relación bidireccional. La investigación ayuda al curso y el curso ayuda a la investigación. No existen muchos lugares así.
Jennifer – La gente teme que, si monta una estructura para el curso y las cosas salen mal, no podrán enfrentarlo. Les digo lo siguiente: es verdad, las cosas salen mal. Pero uno va ahí y lo arregla. Las cosas no son tan complicadas. Aparte de nosotros dos, que asistiremos al sitio del curso al menos cada dos años, habrá otra gente. Y podremos ser contactados permanentemente por los alumnos.
Joshua – Mantuvimos una reunión con alumnos de la profesora Mayana Zatz, del Centro de Estudios del Genoma Humano de la USP, y el nivel de entusiasmo es impresionante. No se observa eso en Europa. No podemos olvidarnos que, más allá de Brasil, alumnos de Latinoamérica y Europa participarán del curso. Esos alumnos acaban formando una red de cooperación internacional, se visitan mutuamente y serán los jefes de departamento en las universidades dentro de un tiempo. Capacitamos no sólo a alumnos de doctorado, sino también jóvenes profesores.
¿Qué enseñarán en el curso? ¿A diferenciar CTEs?
Jennifer – Ésa constituye una pequeña parte del curso. Lo más importante es que los alumnos establezcan conexiones, que sepan qué es posible hacer. Claro que intentamos transmitir cosas prácticas. Pero ellos no serán perfectos en esas tareas. Harán las cosas, algo saldrá mal, pero pueden contar con sus contactos del curso para resolver los problemas. Nos agrada imaginar que enseñamos a los alumnos a pensar críticamente. Ellos son el blanco de nuestro bullyng, de Josh.
