...Hay disponibles células humanas con un solo juego de cromosomas en vez de dos? Por Cristina Mayor Ruiz, estudiante Pre-doctoral en el grupo del Dr. Óscar Fernández-Capetillo

Cristina Mayor Ruiz
Cristina Mayor Ruiz

El cultivo de células de mamífero (especialmente células humanas y de ratón) es una técnica rutinaria de laboratorio que permite la recapitulación y estudio de muchos aspectos de las enfermedades humanas.

Gran parte de la investigación biomédica actual intenta desentrañar la función de los genes de nuestros cromosomas, para arrojar luz sobre el desarrollo de trastornos como el cáncer y su posible cura. Para ello se utiliza un método genético clásico que consiste en la eliminación o mutagénesis de genes, para observar los cambios que se producen en las células e inferir así la función del gen alterado. Imaginemos que eliminamos un gen y la célula se agranda; deducimos entonces que el gen mutado restringía el tamaño celular.

La mayoría de los animales tienen células diploides, término que se refiere a la existencia de dos copias de cada cromosoma, mientras que la haploidía (un solo juego de cromosomas) se limita a ciertos invertebrados como hormigas, avispas o abejas y otros organismos más sencillos, como las levaduras. Precisamente por la ventaja técnica que supone tener que eliminar una sola copia de un gen, históricamente los organismos haploides como la levadura Saccharomyces cerevisiae han sido esenciales como modelos de investigación. Su uso en ciencia ha permitido esclarecer muchos de los componentes genéticos que subyacen a los procesos biológicos, pero a veces resulta difícil extrapolar los descubrimientos al contexto humano por la gran distancia evolutiva. En la investigación con células de mamífero, la dificultad para generar de manera eficiente mutaciones en las dos copias de un gen, había limitado hasta hace poco la contribución de la genética a la comprensión de muchas enfermedades.

Solemos ser conscientes de la relevancia de la ciencia y la investigación como concepto global, pero pasamos por alto la importancia intrínseca de sus herramientas y técnicas, a pesar de que ellas marcan el ritmo de avance. Cualquier científico que trabaje con células diploides estaría de acuerdo en el enorme valor de unas hipotéticas células de mamífero haploides como herramienta para aplicar el poder de la genética. Pero, ¿y si ya fuera una realidad? ¿Y si existieran células de mamífero haploides que pudieran cultivarse en el laboratorio?

En 2009 el grupo del doctor Thijn Brummelkamp publicó un precioso trabajo que marcó un punto de inflexión en la actual era de la genética. Se utilizaban por primera vez las células KBM7, una línea celular casi completamente haploide aislada en los años 90 de un paciente con Leucemia Mieloide Crónica. Se había observado la existencia de algunas células haploides en ciertos tipos de cáncer, como las leucemias, pero hasta entonces nadie se había planteado su uso como plataforma de investigación. Este grupo decidió explotar la ventaja práctica de tener una sola copia de nuestros cromosomas. Utilizando un truco genético, consiguieron mutar aleatoriamente la práctica totalidad de nuestros genes, es decir, generaron una enorme colección de células, cada una de ellas deficiente en un gen (librería de células knock-out), imitando las colecciones existentes en levadura. Con una librería así, es posible hacer búsquedas genéticas de la más diversa índole. Ellos la utilizaron para, entre otras cosas, descubrir genes implicados en la entrada del virus de la gripe a las células humanas: la librería de células knock-out fue expuesta al virus, tras lo que sólo algunas células sobrevivieron. Después, se identificaron los genes perdidos en esas células (CMAS y SLC35A2), un descubrimiento que podría dar lugar a nuevas terapias contra el virus de la gripe.

Siguiendo la estela de T. Brummelkamp, en 2011 los grupos independientes de A. Wutz y J. F. Penninger, consiguieron producir células haploides de ratón, utilizando un protocolo de estimulación a partir de oocitos. A pesar de su reciente establecimiento, importantes descubrimientos científicos basados en el uso de células haploides humanas y murinas han ido sucediéndose a un ritmo vertiginoso.

La fortaleza de los rastreos genéticos limpios que posibilitan las células de mamífero haploides, ha propiciado que laboratorios de todo el mundo fijen su atención en ellas. Este es el caso del laboratorio de Óscar Fernández-Capetillo en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (Madrid), donde actualmente desarrollo mi tesis doctoral. Empleando esta tecnología intentamos descubrir genes responsables del fenómeno de resistencia a la quimioterapia, un fenómeno que continuamente se observa en la clínica. Confiamos en que los resultados de nuestras investigaciones puedan ayudar a optimizar los tratamientos en pacientes con cáncer, descifrando los mecanismos por los cuales los tumores resisten a los fármacos y nuevas rutas para atacarlos cuando esto ocurre.

Parece una paradoja que grandes descubrimientos deriven de algo que se supone menos evolucionado (haploidía), pero al fin y al cabo, en ciencia, la simplificación es lo que hace posible el conocimiento. Sin duda, la comunidad científica aprovechará el potencial de esta herramienta biológica, considerada entre las Top-10-Innovations-2014 por la revista The Scientist.


Cristina Mayor Ruiz, estudiante Pre-doctoral en el grupo del Dr. Óscar Fernández-Capetillo

 

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