La activación CRISPR de un gen convirtió células adultas en células madre

Células madre de ratón
Karl Marquez, University of California

Investigadores lograron obtener células madre pluripotentes inducidas a partir de células diferenciadas de tejido conectivo mediante la introducción de un activador de transcripción artificial basado en la proteína Cas9. Para convertir células adultas en células madre, fue suficiente activar un solo factor de Yamanaka: Sox2 u Oct4. La revista Cell Stem Cell publicó el estudio.

El Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2012 fue otorgado al científico japonés Shinya Yamanaka por el desarrollo de la tecnología que transforma células diferenciadas de nuevo en células madre -las llamadas células madre pluripotentes inducidas-. Para ello es necesario expresar en las células cuatro proteínas: el factor de transcripción Oct4, Sox2, Klf4 y c-Myc, que se conocen como factores Yamanaka.

Investigadores de Estados Unidos y China utilizaron el sistema de activación CRISPR basado en la proteína inactiva modificada Cas9 (dCas9) para aumentar artificialmente la expresión de estos factores. En este sistema, dCas9 no se usa para editar, sino como un “medio de entrega” de proteínas activadoras o represoras a una región particular del genoma para controlar la expresión génica.

En el estudio, los investigadores utilizaron en calidad de activador artificial la construcción dCas9-SunTag-VP64, desarrollada varios años antes, que proporciona la atracción de varios activadores VP64 a la región reguladora del gen. De este modo proporciona un alto nivel de expresión del gen seleccionado.

El esquema de funcionamiento del activador artificial dCas9-SunTag-VP64. La proteína es atraída al promotor del gen deseado con la ayuda del ARN guía (ARNg) y activa la transcripción del gen
Peng Liu et al / Cell Stem Cell 2018

Al principio, los investigadores utilizaron el diseño para la activación simultánea en fibroblastos embrionarios de ratón de dos factores de Yamanaka y de otros tres factores madre, y hallaron que en las células de produce la remodelación del genoma y la activación de los genes, característicos de las células madre. La expresión aumentada del panel de genes, incluyendo Oct4, Sox2, Nanog, Esrrb, NR5A2 y UTF1 sirvieron a los marcadores de estado pluripotente de las células.

Luego, los investigadores comenzaron a activar los factores uno por uno, y descubrieron que el alto nivel de activación de un solo Sox2, que se consigue con la atracción a una de sus regiones reguladoras (promotor, S-17) dCas9, proporciona la inducción a células madre pluripotentes como los fibroblastos embrionarios de ratón, y los fibroblastos tomados de la piel de un ratón adulto. Las células madre así obtenidas conservaron sus propiedades durante al menos 20 transiciones. La activación del factor Oct4 también condujo a la conversión de fibroblastos de ratón en células madre. Para esto, resultó necesario dirigir dCas9 no solo al promotor del gen, sino también al sitio regulador remoto.

Aunque la activación de CRISPR ya se ha utilizado para inducir la expresión de los genes Sox2 y Oct4, con este enfoque aún no se ha obtenido células madre pluripotentes inducidas.

A mediados del año pasado, un grupo de científicos estadounidenses utilizó por primera vez la técnica CRISPR-Cas9 para modificar el genoma de embriones humanos en Estados Unidos. El equipo liderado por el biólogo Shoukhrat Mitalipov, director del Centro de Terapia Celular y Genética en la Universidad de Salud y Ciencias de Oregon en Portland (OSHU, EE.UU.), editó, por primera vez en el país norteamericano, el ADN de un gran número de cigotos, la fase embrionaria unicelular, fruto de la unión del óvulo con el espermatozoide.

Daria Spasskaya

Texto traducido por María Cervantes

Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, tecnología que suma


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