Las células madre embrionarias tienen la notable capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula. En camino de convertirse, por ejemplo, en una célula del hígado o del corazón, deben decidir repetidamente entre caminos alternativos de desarrollo. Se desconoce en gran medida cómo toman estas decisiones. Un equipo internacional de biofísicos ahora ha trazado el proceso de toma de decisiones con un detalle sin precedentes, observando a las células mientras toman una decisión. Publicación en Comunicaciones de la naturaleza el 23 de octubre.

Las células madre embrionarias tienen un enorme potencial para aplicaciones médicas, como la reparación de tejido enfermo o la detección de drogas personalizada. Estas aplicaciones requieren que las células madre se transformen en tipos de células maduras definidos con precisión, que sigue siendo un desafío. Más a menudo que no, una población de células madre se convertirá en diferentes tipos de células, lo que dificulta las aplicaciones biomédicas. Por ejemplo, un ensayo que prueba la toxicidad hepática no debe contener células renales. Para comprender y controlar mejor el proceso de maduración, un equipo de científicos de Leiden, Utrecht y Boston trazaron el camino desde las células madre hasta los tipos de células maduras, una celda a la vez.

Secuenciación de ARN

El físico de Leiden Stefan Semrau y sus colaboradores aplicaron un nuevo método revolucionario a las células madre embrionarias:secuenciación de ARN unicelular. Esta técnica tiene la capacidad de medir la abundancia y secuencia de todas las moléculas de ARN en células individuales. La composición de las moléculas de ARN es característica de cierto tipo de célula:una tarjeta de presentación genética. Los genes que son importantes en un tipo de célula en particular estarán representados por muchas moléculas de ARN, mientras que otros genes están inactivos.

Utilizando la secuenciación de ARN, el equipo encontró un patrón dinámico intrincado. Cuando trataron las células madre con ácido retinoico, una importante molécula de señalización, todas las células madre reaccionaron inicialmente de manera similar. Después de 24 horas, sin embargo, la población celular se dividió en dos grupos que persistieron hasta el final del experimento de 4 días. En otras palabras, las células madre decidieron entre dos tipos de células alternativos. El experimento reveló qué proteínas están involucradas en este proceso, lo que ayudará a comprender la toma de decisiones celular a nivel molecular.

El nuevo estudio de secuenciación también es un paso importante hacia la comprensión del desarrollo embrionario. Esto se debe a que la división de una población inicialmente homogénea es el proceso fundamental mediante el cual todos los tipos de células de nuestro cuerpo se crean a partir de una sola, huevo fertilizado.