El equipo de científicos liderado por el Dr. Juan Carlos Izpisua Belmonte, catedrático extraordinario de Biología del Desarrollo de la UCAM, ha conseguido mejorar y acelerar la regeneración del hígado dañado en ratones, lo que podría conducir a nuevos tratamientos para curar enfermedades hepáticas.
Los mamíferos no regeneran sus órganos con tanta eficacia como lo hacen otros vertebrados, como los peces o las salamandras. El equipo del Dr. Izpisua, también profesor del Laboratorio de Expresión Génica del Instituto Salk, donde ostenta la Cátedra Roger Guillemin, y director de Instituto en Altos Labs, Inc., ha conseguido rejuvenecer parcialmente las células del hígado, permitiéndoles regenerar el tejido dañado rápidamente. Los resultados, publicados en la revista Cell Reports, derivan de un proyecto promovido y financiado por la UCAM, y revelan que el uso de moléculas de reprogramación mejora el crecimiento celular y la regeneración del tejido hepático en ratones.
"Estamos entusiasmados con los avances conseguidos en la reparación de células de hígados dañados porque, algún día, enfoques como este podrían utilizarse para regenerar hígados completos", dice el Dr. Izpisua Belmonte. "Nuestros hallazgos podrían conducir al desarrollo de nuevas terapias para curar infecciones, cánceres, enfermedades genéticas del hígado o enfermedades metabólicas como la esteatosis hepática ".
Los autores de este trabajo ya demostraron previamente, en estudios también promovidos y financiados por la UCAM, cómo el uso de cuatro moléculas de reprogramación celular -Oct-3/4, Sox2, Klf4 y c-Myc, también llamadas 'factores de Yamanaka', pueden ralentizar el proceso de envejecimiento y mejorar la capacidad de regeneración del tejido muscular en ratones. En el presente estudio, los investigadores han utilizado los factores de Yamanaka para aumentar el tamaño del hígado y mejorar su función, a la vez que han prolongado en el tiempo la salud de los ratones. El proceso de reprogramación utilizado consiste en convertir parcialmente las células hepáticas maduras en células 'más jóvenes', lo que favorece el crecimiento y la función celular.
El problema al que se enfrentan muchos investigadores en este campo es cómo controlar la expresión de los factores de Yamanaka para rejuvenecer las células y mejorar su función, ya que algunas de estas moléculas pueden provocar un crecimiento celular descontrolado, como ocurre en el caso del cáncer. "De la mano del Dr. Izpisua Belmonte conseguimos resolver este problema aplicando los factores de Yamanaka durante cortos periodos de tiempo. Se administró el tratamiento a los ratones durante sólo un día" - explica Estrella Núñez, coautora del artículo y vicerrectora de Investigación de la UCAM- "a continuación, el equipo realizó un seguimiento de la actividad de las células hepáticas parcialmente reprogramadas tomando muestras periódicas y vigilando de cerca cómo se dividían las células con el paso del tiempo. Incluso después de nueve meses, aproximadamente un tercio de la vida de los ratones, ninguno de ellos tenía tumores".
"Los factores de Yamanaka son realmente un arma de doble filo", afirma el primer autor del trabajo, Tomohaki Hishida. "Por un lado, tienen el potencial de mejorar la regeneración del tejido dañado del hígado, y por otro tienen el inconveniente de que pueden generar tumores. Descubrir que nuestro protocolo de inducción a corto plazo tiene los efectos buenos, pero no los malos, es importante: mejora la regeneración hepática y no genera cáncer".
Los resultados recogidos en este trabajo muestran un segundo descubrimiento al estudiar este mecanismo de reprogramación en cultivos celulares en el laboratorio: Un gen llamado Top2a, que está implicado en la reprogramación de las células hepáticas, es muy activo un día después del tratamiento a corto plazo con los factores de Yamanaka. Top2a codifica la topoisomerasa 2a, enzima que ayuda a desenrollar las dos cadenas de ADN para que se puedan expresar los genes. "Cuando bloqueamos este gen, disminuyeron los niveles de topoisomerasa 2a y se redujo 40 veces la tasa de reprogramación celular, lo que dio lugar a muchas menos células jóvenes", apunta Rubén Rabadán, coautor del trabajo e investigador postdoctoral de la UCAM. El papel exacto que desempeña el gen Top2a en este proceso sigue en estudio.
"Todavía queda mucho trabajo por hacer antes de que podamos comprender plenamente las bases moleculares que subyacen a los procesos de reprogramación del rejuvenecimiento celular", afirma Izpisua Belmonte, "lo que es imprescindible para poder desarrollar tratamientos médicos eficaces para revertir los efectos de las enfermedades humanas".
Este trabajo cuenta con financiación de la Universidad Católica de Murcia (UCAM), la Fundación Dr. Pedro Guillén y con una beca de investigación de la Uehara Memorial Foundation.