Investigadores del Instituto Hospital del Mar de Investigaciones Médicas han descifrado uno de los circuitos de regulación génica que permitiría generar células madre hematopoyéticas, es decir, células madre del tejido sanguíneo. Con este hallazgo se podrían beneficiar los enfermos de leucemia u otras enfermedades que necesitan un trasplante y no tienen donantes compatibles.
Expertos del grupo de células madre y cáncer del Instituto Hospital del Mar de Investigaciones Médicas (IMIM) han establecido uno de los circuitos de regulación génica que permitiría generar células madre hematopoyéticas. Estas células madre del tejido sanguíneo podrán, en un futuro, generar este tipo de células en el laboratorio, una terapia de la que se beneficiarían aquellos enfermos con leucemia u otras enfermedades que necesitan un trasplante y que en muchos casos no tienen donantes compatibles.
En el proceso de generación de células madre intervienen muchas señales moleculares que, mediante un circuito regulador, se inducen en un determinado momento, se mantienen activas durante un tiempo determinado y luego se apagan para que estas células se puedan diferenciar.
Según explica Anna Bigas, coordinadora del equipo, "hemos descubierto que la proteína Notch, involucrada en el desarrollo de la mayoría de tejidos, es la responsable de activar el gen GATA2 necesario para generar células madre hematopoyéticas, pero al mismo tiempo induce la producción de su propio represor, Hes1".
El equipo de Bigas también ha demostrado que este circuito regulador permite que la proteína GATA2 se produzca de forma limitada, lo cual es imprescindible para la producción de células madre hematopoyéticas. El trabajo ha tenido una duración de cuatro años y ha consistido en la realización de un gran número de experimentos en los que han colaborado grupos de Japón, Holanda y EE UU.
Por un lado, los investigadores han identificado el mecanismo que regula el gen GATA2 en las células madre hematopoyéticas de embrión de ratón y, por otra parte, han identificado las secuencias de ADN que regulan este gen, es decir, las secuencias del gen GATA 2 donde se unen la proteína Notch y el represor Hes 1.
Se necesita más investigación
Después de generar diferentes mutaciones en estas secuencias, los expertos han visto que si la proteína Notch no se une a GATA 2, no se activa el gen, mientras que si es el represor Has 1 el que no se une, hay una sobreproducción de proteína GATA 2. Además los autores también han demostrado que los embriones en los que se ha eliminado Hes 1 no pueden generar células madre hematopoyéticas funcionales debido a un exceso de producción de GATA 2.
El proceso de generar células madre específicas de tejido en el laboratorio es motivo de estudio en muchos laboratorios del mundo y actualmente todavía no se ha conseguido. Para los expertos, esto indica que es necesario investigar más los mecanismos que utiliza el embrión para generar estas células y cuáles son los genes reguladores implicados.
"Nosotros hemos descifrado un circuito básico pero quedan más por descubrir. El objetivo final es validar nuestros resultados con células provenientes de células madre embrionarias de ratón y luego utilizar estos conocimientos para generar células madre hematopoyéticas humanas en el laboratorio con fines terapéuticos. Estas células podrían utilizarse en pacientes que necesitan un transplante hematológico y no tienen donantes compatibles "concluye Bigas.
Referencia bibliográfica:
Jordi Guiu, Ritsuko Shimizu, Teresa D’Altri, Stuart T. Fraser &, Jun Hatakeyama, Emery H.Bresnick, Ryoichiro Kageyama, Elaine Dzierzak, Masayuki Yamamoto, Lluis Espinosa and Anna Bigas. “Hes repressors are essential regulators of Hematopoietic Stem Cell Development downstream of Notch signaling”. Journal of Experimental Medicine. http://jem.rupress.org/content/210/1/71.full.pdf+html.
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