La potencia de las células madre embrionarias fluctúa con la actividad endógena del retrovirus.

Área de la Ciencia:

• Biología del desarrollo Biología del desarrollo.
• Biología de las células madre Biología de las células madre
• La genómica es la genómica.

Sus antecedentes:

• Las células madre embrionarias (ES), derivadas de blastocistos, se asemejan a la masa celular interna, pero no pueden formar todos los tejidos extraembrionarios.
• La pluripotencia en las células ES se asocia típicamente con marcadores de proteínas específicas como Oct4, Sox2 y Nanog.

Objetivo del estudio:

• Identificar y caracterizar una población de células raras en ratones ES y culturas de células madre pluripotentes inducidas (iPS) con potencial totipotente.
• Investigar los mecanismos moleculares y la regulación del fato celular que gobiernan este estado transitorio de tipo totipotente.

Principales métodos:

• Etiquetado genético de células raras dentro de cultivos ES e iPS.
• Análisis de la expresión de la proteína de pluripotencia (Oct4, Sox2, Nanog).
• Evaluación de la contribución a los tejidos embrionarios y extraembrionarios.
• Secuenciación del transcriptoma y análisis bioinformático de células tipo 2C.
• Investigación del papel de las enzimas modificadoras de histona.

Principales resultados:

• Se identificó una población celular rara y transitoria que expresa transcripciones embrionarias de dos células (2C) en células ES e iPS de ratón.
• Estas células tipo 2C carecen de marcadores clave de pluripotencia (Oct4, Sox2, Nanog) y exhiben totipotencia, lo que contribuye tanto a los linajes embrionarios como extraembrionarios.
• Se observó que casi todas las células ES ciclan a través de este estado de tipo totipotente, bajo la influencia de enzimas modificadoras de histona.
• El análisis bioinformático reveló que muchas transcripciones 2C se originan a partir de repeticiones de terminales largas retrovirales endógenas, lo que sugiere su papel en la regulación del destino celular.

Conclusiones:

• Existe un estado de tipo totipotente transitorio dentro de los cultivos celulares estándar de ratón ES e iPS, distinto del estado pluripotente típico.
• Este estado similar al 2C, regulado por factores epigenéticos y elementos retrovirales potencialmente endógenos, expande el potencial de desarrollo de las células madre.
• La comprensión de este estado proporciona nuevos conocimientos sobre el desarrollo temprano de los mamíferos y la plasticidad del destino celular para aplicaciones de medicina regenerativa.