Premio Nobel para científicos británicos y japoneses de células madre

Por sus logros en la investigación de células madre, John B. Gurdon y Shinya Yamanaka han sido galardonados conjuntamente con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2012, anunció hoy la Asamblea Nobel en el Instituto Karolinska de Suecia. La Asamblea agregó que el premio fue por su trabajo al descubrir que las células maduras se pueden reprogramar para convertirse en células madre pluripotentes.
La Asamblea Nobel describió sus hallazgos como una revolución en nuestra comprensión de cómo se desarrollan los organismos y las células. Gurdon y Yamanaka descubrieron que las células maduras y especializadas pueden reprogramarse para que vuelvan a convertirse en células inmaduras que tienen el potencial de desarrollarse en todos los tejidos del cuerpo.
La especialización de las células es reversible - en 1962, John Gurdon descubrió que la especialización de una célula se puede revertir. En un experimento famoso, sacó el núcleo del óvulo de una rana y lo reemplazó con el núcleo de una célula intestinal madura. El huevo con el núcleo de la célula intestinal finalmente se convirtió en un renacuajo saludable. El ADN de las células maduras aún contenía todos los datos necesarios para desarrollarse en todas las células de la rana.
Reprogramación de células maduras intactas en células madre inmaduras - en 2006, Yamanaka descubrió cómo se podía reprogramar una célula madura intacta en un ratón para que se convirtiera en una célula madre inmadura. Con la introducción de unos pocos genes logró reprogramar células maduras para que se convirtieran en células madre pluripotentes. Las células madre pluripotentes pueden convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo.

Su trabajo reveló que las células maduras no necesitan permanecer especializadas para siempre

Sus descubrimientos, descritos por la Asamblea como "revolucionarios", transformaron por completo la forma en que vemos el desarrollo y la especialización celular. Ahora sabemos que una célula madura no necesariamente tiene que permanecer como una célula especializada. Sus descubrimientos significaron que los libros de texto tuvieron que ser reescritos y que se tuvieron que establecer nuevos campos de investigación.
En un comunicado, Nobelprize.org escribió:

"Al reprogramar las células humanas, los científicos han creado nuevas oportunidades para estudiar enfermedades y desarrollar métodos para el diagnóstico y la terapia.

La vida es un viaje hacia una especialización cada vez mayor

Todos nos desarrollamos a partir de óvulos fertilizados. Durante los primeros días, después de que el esperma fertiliza el óvulo, el embrión consiste en una colección de células inmaduras. Cada célula inmadura tiene la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula en el adulto humano. Las células que tienen ese potencial se conocen como células madre pluripotentes.
A medida que se desarrolla el embrión, estas células se convierten en células hepáticas, células musculares, células nerviosas, en todos los tipos celulares necesarios para formar un organismo desarrollado. Cada célula está especializada para realizar funciones precisas en el cuerpo adulto.
Los científicos habían pensado que el viaje de las células inmaduras a las especializadas era una calle de sentido único; que no había vuelta atrás, que no les sería posible regresar a un estado inmaduro y pluripotente.
John B. Gurdon se preguntó cuán correcta era esta teoría, y decidió desafiarla. Hizo la hipótesis de que el genoma de una célula especializada aún puede tener todos los datos necesarios para impulsar su desarrollo en cualquier tipo de célula. Él probó su hipótesis en 1962. Reemplazó el núcleo de una célula de huevo de rana con la célula madura y especializada del intestino de un renacuajo.
El óvulo de la rana con el núcleo de la célula del intestino de un renacuajo se convirtió en un renacuajo clonado saludable. Repitió el experimento varias veces y logró producir muchas ranas adultas.
Gurdon había demostrado que una célula madura y especializada no había perdido la capacidad de convertirse, una vez más, en una célula madre pluripotente.
Cuando Gurdon inicialmente presentó sus hallazgos a la comunidad científica, fue recibido con escepticismo. Sin embargo, cuando otros científicos confirmaron lo que describió repitiendo el experimento, su descubrimiento fue ampliamente aceptado.
El avance de Gurdon provocó una intensa investigación, y la técnica se desarrolló aún más, hasta que otros animales fueron clonados.
Gurdon nos enseñó que el núcleo de una célula madura y especializada puede regresar a un estado pluripotente inmaduro. Sin embargo, tuvo que eliminar el núcleo de la célula con una pipeta y colocarla en otra celda. ¿Qué hay de convertir una célula madura nuevamente en una célula madre pluripotente sin hacer eso? ¿Devolver una célula madura intacta a una célula madre pluripotente?

Una calle de dos vías: devolver una célula madura intacta a un estado de células madre

Cuarenta años después, Shinya Yamanaka respondió esta pregunta en un avance científico. Experimentó con células madre embrionarias, que son células madre pluripotentes que se aislaron del embrión y se cultivaron en el laboratorio. Martin Evans (Premio Nobel 2007) inicialmente aisló tales células madre de ratones.
Yamanaka se propuso identificar qué genes los mantenían en un estado inmaduro. Logró identificar varios de estos genes, y posteriormente probó para ver si alguno de ellos podía reprogramar células maduras especializadas para que pudieran convertirse en células madre pluripotentes.
Yamanaka y sus colegas introdujeron los genes que había identificado en diferentes combinaciones en células maduras a partir del tejido conectivo (fibroblastos), y los observaron bajo el microscopio. Eventualmente, encontraron una combinación que funcionó. Se sorprendieron de lo simple que era la "receta" correcta. Introdujeron cuatro genes juntos y lograron reprogramar sus fibroblastos en células madre pluripotentes inmaduras.
Estas células madre pluripotentes se conocen como células iPs (células madre pluripotentes inducidas). Las células iPS resultantes de Yamanaka podrían convertirse en células intestinales, fibroblastos y células nerviosas. Un fibroblasto es un tipo de célula que se encuentra en el tejido conectivo que produce colágeno y otras proteínas que se encuentran entre las células.
Nobelprize.org escribió:

"El descubrimiento de que las células maduras intactas podrían reprogramarse en células madre pluripotentes se publicó en 2006 y de inmediato se consideró un gran avance".

Sus descubrimientos han llevado a un progreso notable en muchas áreas de la medicina

Los descubrimientos de Gurdon y Yamanaka han demostrado que las células maduras y especializadas se pueden revertir; el reloj de desarrollo puede retroceder en ciertas circunstancias. Aunque el genoma de una célula cambia ligeramente a medida que se desarrolla, estas modificaciones son reversibles. Gracias a Gurdon y Yamanaka, "obtuvimos una nueva visión del desarrollo de células y organismos".

Hoy podemos obtener células de la piel de pacientes con ciertas enfermedades, reprogramarlas y observarlas en el laboratorio para ver qué tan diferentes son de las células obtenidas de personas sanas. Al estudiar estas células, los investigadores adquieren una visión considerable de los mecanismos de las enfermedades, lo que puede conducir al desarrollo de nuevos tratamientos.

Sir John B. Gurdon

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• Sir John B. Gurdon, un biólogo de desarrollo.
• Nacido en 1933 en Dippenhall, Surrey, Inglaterra.
• Tuvo su educación secundaria en Eton College, Inglaterra.
• Estudió clásicos en Christ Church, Oxford. Cambió a la zoología. Estudió el trasplante nuclear en la rana Xenpus con Michael Fischberg en Oxford.
• Se convirtió en becario postdoctoral en Caltech (Instituto de Tecnología de California).
• Trabajó en el Departamento de Zoología de la Universidad de Oxford
• Se convirtió en profesor de Biología Celular y Master en Magdalene College en la Universidad de Cambridge.
• En 1989, se convirtió en miembro fundador del Instituto Wellcome / CRC para Biología Celular y Cáncer (que más tarde se convirtió en Wellcome / CR UK) en Cambridge; fue Presidente hasta 2001.
• Se convirtió en miembro del Consejo Nuffield de Bioética y del Master of Magdalene College Cambridge.

Gurdon se convirtió en miembro de la Royal Society en 1971. Fue nombrado caballero (se convirtió en "Sir") en 1995. El Instituto Wellcome Trust / Cancer Research UK para Biología Celular y Cáncer pasó a llamarse Gurdon Institute.
Ha recibido varios premios, medallas y títulos honorarios. En 2009 fue galardonado con el premio Albert Lasker de Investigación Médica Básica.
"Nunca serás un biólogo", dijo su maestra
Gurdon una vez mencionó un informe de la escuela cuando tenía 15 años de edad en el que su maestro dijo que sería una pérdida de tiempo total para él seguir una carrera en biología. "Toda esta idea debería ser desalentada inmediatamente", escribió la maestra.
Gurdon dice que guarda los informes sobre su escritorio para su propia diversión. Aparentemente, su madre descubrió un amor por la biología y lo animó. En una entrevista hace varios años, Gurdon dijo que cuando era niño, solía cultivar miles de orugas para hacer polillas, algo que a su maestro le resultaba más molesto.
Su maestro también escribió en su informe escolar:

"Creo que Gurdon tiene ideas acerca de convertirse en científico, y en su presente muestra que esto es bastante ridículo: si no puede aprender hechos biológicos simples, no tendría ninguna posibilidad de hacer el trabajo de un especialista, y sería una gran pérdida de tiempo". tiempo, tanto de su parte como de aquellos que tendrían que enseñarle ".

Gurdon dijo: "Pero me fascinaban estas cosas, y creo que fue realmente ella, en particular, quien me permitió cambiar mi educación, que era completamente no científica, en una dirección científica".
Cuando terminó la escuela, su padre le aconsejó que siguiera una carrera en la banca o en el ejército. Su médico, que había diagnosticado un leve resfriado como bronquitis, puso fin a sus posibilidades de unirse al ejército. Gurdon más tarde, cuando se le preguntó acerca de no poder unirse al ejército, dijo "¡Gracias a Dios!"
Publicación clave
Gurdon, J.B. (1962).
"La capacidad de desarrollo de núcleos tomados de células del epitelio intestinal de renacuajos de alimentación"
Revista de embriología y morfología experimental 10:622-640.

Shinya Yamanaka

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• Shinya Yamanaka, médico japonés e investigador de células madre adultas.
• Nacido en 1962 en Higashiosaka, Japón.
• Estudió medicina y se graduó como médico en la Universidad de Koke.
• Obtuvo su Ph.D. en la Escuela de Graduados de la Universidad de la Ciudad de Osaka.
• Hizo su residencia en cirugía ortopédica en el Hospital Nacional de Osaka.
• Recibió una beca postdoctoral en el Instituto Gladstone de Enfermedades Cardiovasculares, San Francisco.
• Actualmente es director y profesor en el Centro de Investigación y Aplicación de Células iPS en la Universidad de Kyoto. Él también está afiliado con el Instituto Gladstone

Premios

• Premio de Ciencia de Osaka 2007, Premio Inoue de Ciencia, Premio Asahi, Premio de Investigación de Cáncer de Meyenburg
• Premio 2008 de Yamazaki-Teiichi en Ciencia y Tecnología Biológicas, Premio Robert Koch, Medallas de Honor (Japón) (Medalla con Cinta Púrpura), Premio Shaw en Ciencias de la Vida y Medicina, Premio Memorial Sankyo Takamine
• Premio Lewis S. Rosenstiel 2009 por Trabajo Distinguido en Investigación Médica Básica, Premio Internacional Fundación Gairdner, Premio Albert Lasker por Investigación Médica Básica, Premio March of Dimes en Biología del Desarrollo
• Premio Kyoto de 2010 en Biotecnología y Tecnología Médica, Premio Balzan en Biología, Persona de Mérito Cultural, Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la Categoría Biomedicina, Premio del Centro Médico Albany en biomedicina
• 2011 Premio Wolf en medicina, Premio Internacional Rey Faisal, Premio McEwen a la Innovación, Premio a la Tecnología del Milenio, Miembro de la Academia Nacional de Ciencias, Premio Nobel de Fisiología o Medicina

Publicación clave
Takahashi, K., Yamanaka, S. (2006).
"Inducción de células madre pluripotentes de cultivos de fibroblastos embrionarios y adultos de ratón por factores definidos"
Celda 126:663-676.
Escrito por Christian Nordqvist
Fecha original del artículo: 8 de octubre de 2012. Artículo actualizado: 10 de octubre de 2012.