Célula madre pluripotente inducida

Sin embargo, el mecanismo mediante el cual se inducen y su relación con las células ES sigue aún en investigación (Liu, et al.

Las iPS tienen aplicaciones como modelos para estudio de enfermedades, posibles usos terapéuticos (disminuyendo el rechazo en los trasplantes y sin la controversia del uso de embriones que tiene las células ES), y en investigaciones básicas.

Shinya Yamanaka y John Gurdon fueron galardonados en 2012 con el premio nobel de Fisiología o Medicina.

Generalmente para una transferencia eficiente se utilizan retrovirus que actúan como vehículos o vectores de los genes exógenos.

[8]​ Cuatro genes codificando factores de transcripción resultaron esenciales para producir células iPS: los denominados Oct-3/4, Sox2, c-Myc, y Klf4.

Uno dirigido por Yamanaka en Japón transformó fibroblastos humanos en células iPS utilizando los genes: Oct3/4, Sox2, Klf4, y c-Myc vehiculizados en retrovirus (Takahashi, et al.

2007), mientras otro por Thomson en USA usó los genes Oct4, Sox2, Nanog, y LIN28 vehiculizados en lentivirus (Yu, et al.

[12]​ Aunque los primeros métodos utilizando genes codificadores de factores de transcripción demostraron que las células adultas diferenciadas se pueden reprogramar a células iPS, todavía existen problemas importantes, tales como i) eficiencia, ii) mutagénesis insercional, iii) tumores y iv) reprogramación incompleta.

Hasta ahora las alternativas a estas metodologías son: i) Compuestos de bajo peso molecular, ii) Adenovirus, plásmidos y transposones, iii) Proteínas recombinates y iv) Moléculas ARN.

Debido a que no son ADN, dichas moléculas también evitan la integración genómica aumentando así la seguridad.

Aunque aún no se ha podido identificar una mezcla de moléculas que completamente reprograme las células adultas a pluripotentes, existen algunos ejemplos que aumentan la eficiencia o incluso pueden substituir algunos de los genes.

Se supone que el ácido valproico simula las señales del factor de transcripción c-Myc.

Cuando se usaron estos dos inhibidores en combinación, aumentaron unas 100 veces la eficiencia de reprogramación.

Después se investigó de una manera similar, la ruta molecular natural empleada para mantener la supervivencia celular.

Así, después de ensayar en reprogramación varios compuestos que inhiben dicha ruta, se seleccionó el Thiazovivin.

Otra ventaja de usar adenovirus es que solo necesitan estar presentes durante un breve tiempo para inducir la reprogramación.

Otro obstáculo quizá más importante, es que los ARN exógenos provocan respuestas anti-virales innatas en las células diana.

Hasta ahora se han identificado los Oct-3/4 y varios miembros de la familia Sox (Sox1, Sox2, Sox3, Sox15) como genes indispensables para inducir la reprogramación.

El estudio de estos aspectos se emplea para confirmar si unas determinadas células iPS son pluripotenciales o no.

Las células iPS se están aplicando al estudio de enfermedades genéticas humanas: i) como modelos in vitro de enfermedades para desarrollar medicamentos específicos, ii) considerando su uso como posible tratamiento individual en medicina regenerativa y iii) utilizándolas para investigación básica.

Esquema de la generación de células madre pluripotenciales inducidas (iPS) a partir de células adultas (reprogramación). (1) Se aíslan y cultivan las células adultas que se van a utilizar como . (2) Se hace la transferencia de genes exógenos provenientes de células madres a las células por medio de vehículos retrovirales. Las células de color rojo indican que son células transfectadas que ya expresan los genes exógenos. (3) Se cultivan las células transfectadas con métodos de cultivo de células madre usando células inactivadas como capas alimentadoras (color gris). (4) Un subgrupo pequeño de estas células transfectadas se transforman en células madres pluripotenciales inducidas (iPS) y desde ese momento en adelante producen colonias de células madre.
Esquema de la generación de células de tejidos diferenciadas a partir de las células madre naturales. . Todas las células adultas que componen un cuerpo de ratón o humano se generan a partir de una célula inicial totipotencial a través de células madre pluripotenciales, que solo persisten en la época embrionaria (células ES), y después a partir de células madre multipotenciales que persisten en el adulto. La reprogramación de células adultas a células pluripotenciales (células iPS) ha conseguido la reversibilidad parcial de este proceso natural de diferenciación celular
Esquema de cigoto , mórula y blastocisto rodeado de trofoblasto en el desarrollo natural de un embrión . Un cigoto totipotencial de ratón o humano después de una fase de mórula en la que todas las células son iguales, se diferencia a células internas ( blastocisto ) y células externas ( trofoblasto ). Las células ES de ratón y humanas que forman el blastocisto de los embriones tempranos, se diferencian a los diferentes tejidos que darán lugar al embrión completo mientras que las capas más exteriores (trofoblastos) se diferencian a tejidos extraembrionarios, tales como la placenta. El trofoblasto aislado sin el blastocisto es incapaz de desarrollar embriones. Es necesario que haya células ES en el interior del trofoblasto para poder obtener el desarrollo de un embrión.
Esquema de la generación y aplicaciones de las células iPS . Las células iPS se pueden derivar de cada paciente. Una vez obtenidas, se amplifican por división celular y parte de ellas se conservan congeladas en nitrógeno líquido. Sus aplicaciones son: i) como modelos in vitro de enfermedades para desarrollar medicamentos específicos, ii) considerando su uso como posible tratamiento individual en medicina regenerativa y iii) utilizándolas para investigación básica.