Unha nova ferramenta para a reprogramación da identidade celular abre a porta a futuras terapias en enfermidades como as autoinmunes ou o cancro
Un estudo liderado dende a USC demostrou que as modificacións químicas en moléculas de ácido ribonucleico (ARN) son esenciais na reprogramación celular, abrindo así novas oportunidades para decodificar os procesos moleculares que son esenciais durante o desenvolvemento e que se ven alterados coa aparición de enfermidades.
Esta importante contribución estivo dirixida polos grupos de Diana Guallar e Miguel Fidalgo no Centro de Investigación en Medicina Molecular e Enfermidades Crónicas (CiMUS), contando coa participación de oito laboratorios distribuídos entre España, Reino Unido, Estados Unidos de América, Canadá, China e Australia. O estudo acaba de publicarse en Cell Stem Cell, convertendo a estes investigadores nos primeiros dende Galicia que conseguen situar o seu traballo nesta revista científica, a máis relevante no campo de células nai e unha das mellores en Ciencias da Vida en todo o mundo.
Impacto de gran alcance na reprogramación celular
Este traballo senta un precedente no campo da investigación do uso da tecnoloxía iPSC (células nai pluripotentes inducidas) con fins terapéuticos. En 2006 demostrouse que é posible reprogramar a identidade dun tipo celular adulto a outro moi similar ás células nai embrionarias (ESCs), e que se denominou iPSC. Estas células tan especiais teñen a capacidade de perpetuarse de maneira ilimitada e chegar a converterse en calquera célula dun organismo adulto, por iso é polo que as potenciais aplicacións terapéuticas desta tecnoloxía iPSC sexan practicamente ilimitadas incluíndo dende a medicina personalizada ata a identificación de dianas terapéuticas/fármacos, e evitando ademais os problemas éticos asociados á destrución de embrións para obter as ESCs. Con todo, debido ao limitado coñecemento dos mecanismos moleculares que interveñen na reprogramación celular existen aínda importantes retos que liquidar para poder utilizar dun modo eficiente e seguro a tecnoloxía iPSC con fins terapéuticos.
“A este respecto o noso achado marca un antes e un despois neste campo de investigación xa que introduce un novo nivel de regulación molecular que resulta fundamental durante a reprogramación celular. Descubrimos que para obter iPSCs é necesario que a proteína ADAR1 introduza modificacións químicas en moléculas de ARN encargadas de transmitir a mensaxe almacenada no noso xenoma. Ademais, vimos que esta edición do ARN por ADAR1, coñecida como A-to-I, atópase evolutivamente conservada en mamíferos e é unha gardiá da reprogramación celular para obter tanto iPSCs como outros tipos celulares relevantes en Medicina Rexenerativa como as neuronas”, afirma o investigador da USC e último asinante do artigo, Miguel Fidalgo.
ADAR1, novo gardián da transición de célula mesenquimal a epitelial
Nesta investigación, os autores identifican que a edición do ARN pola proteína ADAR1 é necesaria durante as etapas iniciais da reprogramación para que unha célula mesenquimal poda converterse noutra especializada de tipo epitelial. “O noso estudo posiciona a ADAR1 como regulador clave dos procesos de MET (é dicir na transición de mesenquimal a epitelial), resposta inmune innata celular e tensión do retículo endoplasmático (ER) que son críticos durante o noso desenvolvemento e que se atopan desregulados en numerosas enfermidades humanas incluíndo enfermidades autoinmunes e cancro”, indica a primeira autora asinante deste estudo Diana Guallar, xunto con Alejandro Fuentes.
As modificacións do ARN, liña prioritaria de investigación
Numerosos estudos recentes puxeron de manifesto que este novo nivel de regulación molecular dentro das células é máis importante do que inicialmente se pensaba a nivel fisiolóxico e patolóxico, o que propiciou que países como Estados Unidos consideren liña prioritaria de investimento a investigación das funcións das modificacións químicas no ARN. En Europa, recentemente púxose en marcha un movemento científico do que forman parte os doutores Guallar e Fidalgo, que pretende concienciar sobre a importancia de investir neste campo de investigación en expansión.
“Mentres nós descubrimos que o papel ADAR1 nesta plasticidade celular vén mediado pola súa función na regulación dos niveis da inmunidade celular e da tensión celular existente no retículo endoplasmático, ambos procesos están conectados con numerosas enfermidades humanas como o cancro. Neste último aspecto, durante os dous últimos anos, vivimos unha explosión de estudos mostrando que ADAR1 e a súa actividade encimática atópase funcionando de maneira errónea nun gran número de tipos de cancro. Polo que a relevancia da edición do ARN por ADAR1 descuberta no noso estudo podería abrir novas aproximacións terapéuticas en diversos contextos patolóxicos”, explica Fidalgo. Esta investigación foi financiada principalmente pola Axencia Estatal de Investigación, a Xunta de Galicia e a Fundación Ramón Areces.