CIC bioGUNE desarrolla una herramienta que genera, por primera vez, células epiteliales mamarias

En colaboración con el Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de Harvard y la Harvard Medical School, investigadores de CIC bioGUNE, han desarrollado una herramienta bioinformática de diseño asistido por ordenador para la 'fabricación' de células funcionales. La herramienta, denominada IRENE (Integrative gene REgulatory NEtwork model), ayuda a aumentar la eficiencia de las conversiones para cada tipo celular. En concreto, la investigación ha logrado generar, por primera vez, células epiteliales mamarias, cuya disponibilidad es clave para la repoblación del tejido mamario extirpado quirúrgicamente. 

Asimismo, la combinación de esta herramienta con un sistema de integración del genoma ha conseguido producir un número de células asesinas naturales jamás logrado mediante otras metodologías y que pueden emplearse en terapias inmunológicas, y de melanocitos, que se usan para injertos de piel. "Esta investigación fundamental puede beneficiar, en última instancia, a los pacientes de estas patologías. Estamos encantados de que IRENE pueda mejorar la producción de fuentes celulares fácilmente utilizables en aplicaciones terapéuticas, incluyendo el trasplante celular y las terapias génicas", explica el profesor Antonio Del Sol, investigador Ikerbasque, y portavoz de CIC bioGUNE. Un recurso adicional a otras metodologías cuya validación experimental ha demostrado una mayor eficiencia en la mayoría de los casos probados, según el investigador. El estudio ha sido publicado hoy en la revista Nature Communications.

Nuevos protocolos de diferenciación celular

Las células epiteliales mamarias humanas fueron elegidas como primer tipo celular. Normalmente, estas células se obtienen de un tejido y se trasplantan a otro en el que se ha resecado el tejido mamario. El uso de células generadas a partir de células de pacientes, pasando por una etapa intermedia de células madre pluripotentes inducidas, capaces de generar la mayoría de los tejidos, podría suponer un medio menos invasivo y más eficaz para regenerar el tejido mamario. En concreto, una de las combinaciones generadas por la herramienta IRENE permitió convertir el 14% de células madre pluripotentes inducidas en células epiteliales mamarias, "de manera que puede impulsarse esta conversión sin ayuda de factores adicionales" explica.

A continuación, el equipo centró su atención en los melanocitos, que pueden constituir una fuente de células para sustituir la piel dañada en injertos celulares. Dos de las cuatro combinaciones consiguieron aumentar la eficiencia de la conversión de melanocitos en un 900%. Por último, se compararon las combinaciones "para generar células asesinas naturales, con un método de diferenciación de última generación, basado únicamente en las condiciones del cultivo celular. Se descubrió que las células asesinas naturales inmunes mejoran el tratamiento de la leucemia", afirman desde el centro. El enfoque de los investigadores obtuvo los mejores resultados descritos hasta la fecha, ya que cinco de las ocho combinaciones aumentaron la diferenciación de las células asesinas naturales hasta un 250%.

Dificultades para identificar las combinaciones más eficaces

Aunque la expresión de factores de transcripción específicos de un tipo celular en las células madre pluripotentes inducidas es la tecnología de conversión celular más comúnmente utilizada, el grado de eficiencia a la hora de guiar a las células madre pluripotentes hasta el estado funcional de células específicas del corazón, del cerebro o del sistema inmunitario es todavía bajo. El equipo utilizó el programa IRENE para reconstruir las redes de regulación génica que controlan las células madre pluripotentes inducidas, para después centrarse en tres tipos de células diana con relevancia clínica y así validar experimentalmente aquellas combinaciones de factores de transcripción, o proteína específica del ADN, priorizadas por la herramienta.