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Adquisición de pluripotencia desencadenada por estímulos

La adquisición de pluripotencia desencadenada por estímulos ( STAP ) fue un método propuesto para generar células madre pluripotentes sometiendo a células ordinarias a ciertos tipos de estrés, como la aplicación de una toxina bacteriana, la inmersión en un ácido débil o un trauma físico. [1] [2] La técnica ganó prominencia en enero de 2014 cuando la investigación de Haruko Obokata et al. se publicó en Nature . Durante los meses siguientes, todos los científicos que intentaron duplicar sus resultados fracasaron y surgió la sospecha de que los resultados de Obokata se debían a un error o fraude . Se inició una investigación por parte de su empleador, RIKEN . El 1 de abril de 2014, RIKEN concluyó que Obokata había falsificado datos para obtener sus resultados. [3] El 4 de junio de 2014, Obokata acordó retractarse de los artículos. [4] El 5 de agosto de 2014, Yoshiki Sasai —supervisor de Obokata en RIKEN y uno de los coautores de los artículos sobre las células STAP— fue encontrado muerto en una instalación de RIKEN después de un aparente suicidio por ahorcamiento. [5]

STAP habría sido un método radicalmente más simple de generación de células madre que los métodos investigados anteriormente, ya que no requiere ni transferencia nuclear ni la introducción de factores de transcripción . [6]

Descripción general

Haruko Obokata afirmó que las células STAP se produjeron exponiendo células de bazo murino CD45 + a ciertas tensiones, incluido un medio ácido con un pH de 5,7 durante media hora. [6] [7] Después de este tratamiento, se verificó que las células eran pluripotentes observando niveles crecientes de Oct-4 (un factor de transcripción expresado en células madre embrionarias) durante la semana siguiente utilizando un transgén Oct4- GFP . [6] [8] En promedio, solo el 25% de las células sobrevivieron al tratamiento ácido, pero más del 50% de las que sobrevivieron se convirtieron en células pluripotentes Oct4-GFP + CD45 − . [6] Los investigadores también afirmaron que el tratamiento con toxinas bacterianas o estrés físico fueron propicios para la adquisición de marcadores pluripotentes. [1] Las células STAP inyectadas en embriones de ratón crecieron en una variedad de tejidos y órganos encontrados en todo el cuerpo. Según los investigadores, los ratones quiméricos "parecían sanos, fértiles y normales" después de uno o dos años de observación. [9] Además, estos ratones produjeron crías sanas, lo que demuestra la transmisión de la línea germinal, que es "un criterio estricto para la pluripotencia, así como para la normalidad genética y epigenética". [6]

Las células STAP supuestamente eran capaces de diferenciarse en células placentarias , lo que significa que serían más potentes que las células madre embrionarias o las células madre pluripotentes inducidas (iPS). [1] No estaba claro por qué las células ordinarias no se convierten en células madre cuando se someten a estímulos similares en condiciones ordinarias, como la acidez en el cuerpo; Obokata et al. sugirieron que los mecanismos inhibidores in vivo pueden bloquear la conversión a pluripotencia. [6] Se están realizando investigaciones para generar células de adquisición de pluripotencia desencadenadas por estímulos (STAP) utilizando tejido humano: en febrero de 2014, Charles Vacanti y Koji Kojima ( investigadores de Harvard originalmente involucrados en el descubrimiento y publicación de STAP) afirmaron tener resultados preliminares de células STAP generadas a partir de fibroblastos humanos , pero advirtieron concomitantemente que estos resultados preliminares requieren más análisis y validación. [10]

Historia

A principios de la década de 2000, Charles Vacanti y Martin Vacanti realizaron estudios que los llevaron a la idea de que las células madre ( células similares a esporas ) podrían recuperarse espontáneamente de tejidos ordinarios que están estresados ​​por una lesión mecánica o un aumento de la acidez. [11]

La técnica para producir células STAP fue estudiada posteriormente por Obokata en el Brigham and Women's Hospital (BWH), mientras estudiaba como posdoctorada con Charles Vacanti, y luego en el Centro RIKEN de Biología del Desarrollo en Japón . [12] [13] En 2008, mientras trabajaba en la Facultad de Medicina de Harvard , verificó a petición de Charles Vacanti que algunas de las células cultivadas con las que estaba trabajando se encogían al tamaño de las células madre después de ser dañadas mecánicamente en un tubo capilar . [1] [9] Continuó como se le indicó, para probar los efectos de varios estímulos en las células. Después de modificar la técnica, Obokata pudo demostrar que los glóbulos blancos de ratones recién nacidos podían transformarse en células que se comportaban de manera muy similar a las células madre. Repitió el experimento con otros tipos de células, incluidas las células cerebrales, cutáneas y musculares, con el mismo resultado. [9]

Al principio, los hallazgos de Obokata fueron recibidos con escepticismo, incluso entre sus compañeros de trabajo. "Todo el mundo decía que era un artefacto; hubo días realmente duros", recuerda. [1] El manuscrito que describía el trabajo fue rechazado varias veces antes de su publicación final como artículo (junto con una "carta" más breve escrita conjuntamente) en la revista Nature . [9] Una serie de experimentos, primero convirtiendo un embrión de ratón en verde mediante el marcado fluorescente de células STAP, luego grabando en vídeo la transformación de las células T en células pluripotentes, finalmente convencieron a los escépticos de que los resultados eran reales. [1]

Investigación sobre reclamaciones controvertidas

En los meses posteriores a la publicación de los dos artículos de Nature [9] , todos los científicos que intentaron duplicar los resultados de Obokata fracasaron y surgió la sospecha de que sus resultados se debían a un error o fraude. El 15 de febrero de 2014, RIKEN inició una investigación sobre las presuntas irregularidades. Las acusaciones cuestionaban el uso de imágenes aparentemente duplicadas en los artículos y denunciaban la imposibilidad de reproducir sus resultados en otros importantes laboratorios de células madre. Nature también anunció que estaban investigando. Varios científicos de células madre defendieron a Obokata o reservaron su opinión mientras la investigación estuviera en curso. [14] Para abordar el problema de la reproducibilidad en otros laboratorios, Obokata publicó algunos "consejos" técnicos sobre los protocolos el 5 de marzo, al tiempo que prometía que el procedimiento detallado se publicaría a su debido tiempo. [15]

El 11 de marzo, Teruhiko Wakayama, uno de los coautores de Obokata, instó a todos los investigadores involucrados a retirar los artículos, citando muchos "puntos cuestionables". [16] Charles Vacanti dijo que se oponía a su retractación y publicó un "protocolo revisado" para crear células STAP en su propio sitio web, que fue eliminado después de que renunciara a su puesto en BWH. [17]

El 14 de marzo, RIKEN publicó un informe provisional de la investigación. De los seis elementos investigados, el comité concluyó que hubo un manejo inadecuado de los datos en dos de ellos, pero no juzgó que el manejo indebido fuera una mala conducta investigadora. [18] El 1 de abril, RIKEN concluyó que Obokata había incurrido en "mala conducta investigadora", falsificando datos en dos ocasiones. Los coautores fueron absueltos de mala conducta, pero asumieron la "grave responsabilidad" por no verificar los datos ellos mismos. RIKEN también anunció que se había creado un grupo interno para verificar si la "adquisición de pluripotencia desencadenada por estímulos" es reproducible. [19] Obokata mantuvo su inocencia y dijo que apelaría la decisión. [3] El 4 de junio de 2014, Obokata aceptó retractarse tanto del artículo como de la "carta". [4] El artículo fue oficialmente retractado el 2 de julio de 2014. Un artículo que analizaba la controversia concluyó que, si bien era posible detectar problemas de manipulación de imágenes, duplicación y plagio, los revisores no podían haber concluido que el artículo era producto de mala conducta académica antes de su aceptación. [20]

A raíz de la controversia, observadores, periodistas y ex miembros de RIKEN han declarado que la organización está plagada de rigor y consistencia científica poco profesionales e inadecuados, y que esto es un reflejo de graves problemas con la investigación científica en Japón en general. [21] [22]

RIKEN encargó a un equipo de científicos que intentara verificar los resultados originales de Obokata y le pidió a Obokata que participara en el esfuerzo. El 5 de agosto de 2014, el supervisor de Obokata y coautor del artículo original, Yoshiki Sasai , fue descubierto muerto por aparente suicidio ahorcándose en un edificio en las instalaciones de RIKEN en Kobe, Japón. [23] El 24 de septiembre de 2015, los científicos de RIKEN informaron que las células STAP de Obokata provenían de contaminación de células madre embrionarias, [24] mientras que el mismo día, los grupos de investigación que habían intentado reproducir el protocolo STAP informaron conjuntamente que lo habían encontrado irreproducible. [25] [26]

Trascendencia

Si los hallazgos hubieran resultado válidos, las células pluripotenciales activadas por estímulos podrían haberse generado de manera más fácil y eficiente que con las técnicas de iPS existentes. [1] Adaptada al tejido humano, la técnica podría haber llevado a procedimientos baratos y simples para crear células madre específicas para el paciente. El investigador de células madre Dusko Ilic del King's College de Londres calificó las células STAP como "un descubrimiento científico importante que abrirá una nueva era en la biología de las células madre". [9] Shinya Yamanaka , un pionero de la investigación de iPS, calificó los hallazgos como "importantes para comprender la reprogramación nuclear ... [y] un nuevo enfoque para generar células similares a las iPS". [1] La idea de que las células STAP pueden formar tejido placentario significaba que podrían haber facilitado considerablemente la clonación al evitar la necesidad de un óvulo de donante y el cultivo in vitro . [1]

Una forma anterior de crear células madre era mediante la manipulación genética de células adultas para convertirlas en células iPS. El progreso en las terapias basadas en iPS ha sido lento debido a los obstáculos regulatorios que rodean la manipulación genética. [9] Además, las técnicas iPS tienen una eficiencia observada de alrededor del 1%, significativamente menor que la eficiencia declarada de STAP. [1]

Véase también

Referencias

  1. ^ abcdefghij Cyranoski, David (29 de enero de 2014). «El baño ácido ofrece un camino fácil hacia las células madre». Nature News . Nature Publishing Group . Consultado el 30 de enero de 2014 .
  2. ^ Gallagher, James (29 de enero de 2014). "Se afirma que las células madre son un 'gran descubrimiento'". BBC News . Consultado el 31 de enero de 2014 .
  3. ^ ab Kameda, Masaaki; Otake, Tomoko (1 de abril de 2014). "Obokata falsificó datos en artículos STAP: investigación". Los tiempos de Japón . Consultado el 2 de abril de 2014 .
  4. ^ ab Elaine Lies (4 de junio de 2014). "Investigador japonés acepta retirar artículo controvertido sobre células madre". Reuters . Consultado el 4 de junio de 2014 .
  5. ^ "Sasai, coautor del artículo de STAP, se suicida". The Japan Times . Consultado el 5 de agosto de 2014 .
  6. ^ abcdef Obokata, Haruko; et al. (30 de enero de 2014). "Conversión del destino desencadenado por estímulos de células somáticas en pluripotencia". Nature . 505 (7485): 641–647. doi :10.1038/nature12968. PMID  24476887. S2CID  4463394.(Retractado, véase doi :10.1038/nature13598, PMID  24990753, Retraction Watch)
  7. ^ NHS Choices (30 de enero de 2014). "Avance en la creación de células madre mediante baños de ácido: ¿en qué consistió la investigación?". nhs.co.uk. Consultado el 6 de febrero de 2014. Las colocaron en una solución de ácido débil (pH 5,7) durante 30 minutos a 37 ° C y luego las colocaron en placas de Petri y las cultivaron a un pH normal.
  8. ^ Thomson, Helen (29 de enero de 2014). "El poder de las células madre se libera tras una inmersión de 30 minutos en ácido". New Scientist . Consultado el 31 de enero de 2014 .
  9. ^ abcdefg Sample, Ian (29 de enero de 2014). "Una forma sencilla de crear células madre en media hora es aclamada como un gran descubrimiento". The Guardian . Consultado el 31 de enero de 2014 .
  10. ^ Thomson, Helen. «Extraordinario método de células madre probado en tejido humano». New Scientist . Consultado el 7 de marzo de 2014 .
  11. ^ Connor, Steve (9 de febrero de 2014). "Exclusiva: La cura milagrosa: los científicos convierten la piel humana en células madre". independent.co.uk . Consultado el 9 de febrero de 2014 .
  12. ^ Grens, Kerry (29 de enero de 2014). "Nuevo método para reprogramar células". The Scientist.
  13. ^ "La pionera de las células STAP casi abandonó su investigación". The Asahi Shimbun. 30 de enero de 2014. Archivado desde el original el 30 de enero de 2014.
  14. ^ Cyranoski, David (17 de febrero de 2014). "Estudio de células madre en baño ácido bajo investigación". Nature . doi :10.1038/nature.2014.14738. S2CID  87071842 . Consultado el 20 de febrero de 2014 .
  15. ^ Haruko Obokata, Yoshiki Sasai y Hitoshi Niwa (marzo de 2014). Consejos técnicos esenciales para el cultivo de conversión de células STAP a partir de células somáticas. Foro de discusión sobre protocolos naturales
  16. ^ "El profesor quiere que se retiren los hallazgos del STAP". The Yomiuri Shimbun . 11 de marzo de 2014. Archivado desde el original el 17 de marzo de 2014 . Consultado el 17 de marzo de 2014 .
  17. ^ Charles A Vacanti (2014)PROTOCOLO PARA GENERAR CÉLULAS STAP A PARTIR DE CÉLULAS SOMÁTICAS MADURAS. Centro de Ingeniería de Tejidos y Medicina Regenerativa.
  18. ^ Nota de prensa (14 de marzo de 2014). "Informe provisional sobre la investigación de los artículos de Obokata et al." RIKEN . Consultado el 17 de marzo de 2014 .
  19. ^ Nota de prensa (1 de abril de 2014). "Informe sobre la investigación de un artículo de investigación sobre células STAP". RIKEN . Consultado el 2 de junio de 2014 .
  20. ^ Cyranoski, David (2014). "Integridad de la investigación: estrés inducido por células". Nature . 511 (7508): 140–3. Bibcode :2014Natur.511..140C. doi : 10.1038/511140a . PMID  25008506.
  21. ^ Otake, Tomoko, "'STAPgate' muestra que Japón debe volver a los principios básicos de la ciencia", Japan Times , 21 de abril de 2014
  22. ^ Schreiber, Mark, "La historia actual de Obokata busca el escándalo", Japan Times , 5 de julio de 2014, pág. 19
  23. ^ Kyodo News , "Sasai, coautor del artículo de STAP, se suicida", Japan Times , 6 de agosto de 2014, pág. 1
  24. ^ Konno, Daijiro; Kasukawa, Takeya; Hashimoto, Kosuke; Itoh, Takehiko; Suetsugu, Taeko; Miura, Ikuo; Wakana, Shigeharu; Carninci, Piero; Matsuzaki, Fumio (2015). "Las células STAP se derivan de células ES". Naturaleza . 525 (7570): E4-E5. Código Bib :2015Natur.525E...4K. doi : 10.1038/naturaleza15366. ISSN  0028-0836. PMID  26399834. S2CID  4471867.
  25. ^ De Los Ángeles, Alejandro; Ferrari, Francisco; Fujiwara, Yuko; Mathieu, Ronald; Lee, Soohyun; Lee, Semin; Tu, Ho-Chou; Ross, Samantha; Chou, Stephanie; Nguyen, Minh; Wu, Zhaoting; Theunissen, Thorold W.; Powell, Benjamín E.; Imsoonthornruksa, Sumeth; Chen, Jiekai; Borkent, Martí; Krupalnik, Vladislav; Luján, Ernesto; Wernig, Marius; Hanna, Jacob H.; Hochedlinger, Konrad; Pei, Duanqing; Jaenisch, Rudolf; Deng, Hongkui; Orkin, Stuart H.; Parque, Peter J.; Daley, George Q. (2015). "No se pudo replicar el fenómeno de las células STAP". Naturaleza . 525 (7570): E6-E9. Código Bibliográfico : 2015Natur.525E...6D. doi :10.1038/nature15513. ISSN  0028-0836. PMID  26399835. S2CID  4458211.
  26. ^ "STAP revisitado". Nature . 525 (7570): 426. 2015. Bibcode :2015Natur.525..426.. doi : 10.1038/525426a . ISSN  0028-0836. PMID  26399791.

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