Resumen de C/EBP? poises B cells for rapid reprogramming into induced pluripotent stem cells
Actualmente uno de los principales objetivos de la investigación con células madre es la comprensión de los mecanismos por los cuales las células somáticas se pueden reprogramar a células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) por la acción de los factores de transcripción Oct4, Sox2, Klf4 y Myc (OSKM) (Takahashi et al., 2006). Sin embargo, la baja eficiencia de este proceso, que tiene lugar sólo en un pequeño porcentaje de células y que típicamente require más de 12 días para llevarse a cabo, ha impedido la consecución de grandes avances en este campo en los últimos años (Stadtfeld et al., 2008). C/EBPa es un factor de transcripción específico de células del linaje mielo-monocítico del sistema hematopoyético (Zhang et al., 1997). La expresión ectópica de esta proteína en células B puede inducir su transdiferenciación a macrófagos (Xie et al., 2004). En nuestro estudio de investigación hemos descubierto que la exposición de C/EBPa durante 18 horas seguida de la activación de OSKM (Oct4, Sox2, Klf4, Myc), aumenta en 100 veces la eficiencia de reprogramación de las iPSC, resultando reprogramadas el 95% de las células después de una semana (Di Stefano et al., 2014). En detalle, durante este proceso de reprogramación las células experimentan una transición epitelio-mesénquima y los genes de pluripotencia se expresan en niveles comparables a los expresados en células madre embrionarias y iPSC. Cuando la reprogramación se lleva a cabo en medio de cultivo sin suero el proceso es aún más rápido, de tal modo que el 60% de las células B inducidas por C/EBPa y OSKM son positivas para Oct4-GFP en tan sólo dos días. Estos resultados apoyan la idea de que una exposición transitoria de C/EBPa ayuda a superar la fase estocástica de la reprogramación de las iPSC. Adémas, nuestros descubrimientos aclaran el papel de C/EBPa en el proceso de pluripotencia inducida, indicando que actúa como un catalizador, mediado en parte por la actividad de la dioxigenasa Tet2. De tal modo, que C/EBPa se une a regiones reguladoras del locus de Tet2, inducendo de esta manera su expresión y translocando la proteína al núcleo. Una vez en el núcleo, Tet2 se une a las regiones regulatorias de los genes de pluripotencia y convierte los residuos de citosinas metilados existentes en estas regiones en citosinas hidroximetiladas. Además, la exposición transitoria de C/EBPa deja la cromatina más accesible a la digestión con DNasa I alrededor de las regiones regulatorias de los genes de pluripotencia y, tras la inducción con OSKM, desencadena una demetilación local favoreciendo la posterior unión de Oct4 a estas regiones. Todo ello finalmente promueve la expresión concomitante de los genes de pluripotencia. Adicionalmente, en nuestro estudio se demuestra que la coexpresión de Tet2 y OSKM aumenta significativamente la reprogramación de las células B, lo cual se encuentra en línea con un papel importante de Tet2 en la reprogramación. En resumen, en este estudio se presenta el sistema de reprogramación de iPSC más rápido y eficiente descrito a día de hoy. El cual, facilitará la comprensión de los eventos precoces en el proceso de reprogramación a pluripotencia y, en el caso de que se pueda extrapolar a células humanas, podrá tener aplicaciones clínicas relevantes en el campo de la medicina regenerativa.
Biografia 1. Takahashi K, Yamanaka S (2006) Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell 126 (4):663-676. doi:10.1016/j.cell.2006.07.024 2. Stadtfeld M, Hochedlinger K (2010) Induced pluripotency: history, mechanisms, and applications. Genes & development 24 (20):2239-2263. doi:10.1101/gad.1963910 3. Zhang DE, Zhang P, Wang ND, Hetherington CJ, Darlington GJ, Tenen DG (1997) Absence of granulocyte colony-stimulating factor signaling and neutrophil development in CCAAT enhancer binding protein alpha-deficient mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 94 (2):569-574 4. Xie H, Ye M, Feng R, Graf T (2004) Stepwise reprogramming of B cells into macrophages. Cell 117 (5):663-676 5. Di Stefano B, Sardina JL, van Oevelen C, Collombet S, Kallin EM, Vicent GP, Lu J, Thieffry D, Beato M, Graf T (2014) C/EBPalpha poises B cells for rapid reprogramming into induced pluripotent stem cells. Nature 506 (7487):235-239. doi:10.1038/nature12885
