En un avance que promete facilitar la investigación en células madre y medicina regenerativa, un equipo dirigido por RIKEN ha demostrado un método no invasivo para rastrear los cambios químicos que acompañan a la reprogramación de células somáticas en células madre.

Las células madre pluripotentes son únicas porque tienen la capacidad de dar lugar a todos los tipos de células presentes en un organismo adulto. haciéndolos prometedores para nuevas terapias basadas en la medicina regenerativa. Vienen en dos variedades:células madre embrionarias, que están presentes de forma natural en el embrión en desarrollo, y células madre pluripotentes inducidas (iPSC), que se producen mediante la reprogramación artificial de células normales en el cuerpo adulto mediante intervenciones bioquímicas.

Para obtener una mejor comprensión de la dinámica celular durante la reprogramación para producir iPSC, es vital monitorear los complejos cambios químicos que ocurren dentro de las células. Las técnicas convencionales para estimar la calidad celular y la progresión de la reprogramación se basan en métodos destructivos, que son costosos y consumen mucho tiempo.

Ahora, un equipo dirigido por Tomonobu Watanabe del Centro RIKEN de Investigación de Dinámica de Biosistemas (BDR) ha utilizado una técnica analítica conocida como espectroscopia Raman para monitorear los cambios químicos en las células. Dado que utiliza un rayo láser y no requiere etiquetar muestras, La espectroscopia Raman ofrece un método menos invasivo alternativa más rápida y de menor costo a los métodos existentes.

La espectroscopia Raman mide las vibraciones de las moléculas al monitorear su interacción con la luz láser. Diferentes grupos químicos vibran a diferentes frecuencias, permitiendo a los científicos detectar qué compuestos están presentes. "La espectroscopia Raman detecta huellas moleculares de células, "dice Arno Germond, también de BDR. "Esto nos permite identificar y caracterizar los cambios progresivos en el metabolismo celular durante la reprogramación de células madre de ratones y humanos".

El equipo exploró las posibilidades de la espectroscopia Raman usándola para observar células madre embrionarias de ratón. las células neuronales en las que se diferenciaron, y las iPSC para las que se reprogramaron las células neuronales. "Descubrimos que la reprogramación produce una diferencia mucho mayor en las señales Raman de lo que esperábamos, "dice Watanabe. Germond y sus colegas descubrieron evidencia de que la espectroscopia Raman proporciona biomarcadores espectrales que indican la progresión de la reprogramación. El equipo también encontró fuertes diferencias entre las firmas lipídicas de las células madre embrionarias y las células reprogramadas.

"Además de los hallazgos anteriores, utilizamos algoritmos inteligentes de redes neuronales adaptados para leer los datos de la espectroscopia Raman, que es toda una innovación en el campo, "agrega Germond.

El equipo ahora espera demostrar que la técnica se puede aplicar a una amplia gama de células de diferentes especies. También tienen la intención de investigar la base biológica de las diferentes señales Raman.