Los más de 200 tipos diferentes de células humanas tienen el mismo ADN pero expresan diferentes conjuntos de genes. Cada tipo de célula se derivó de células madre embrionarias, que se denominan células madre pluripotentes porque pueden diferenciarse a todos esos destinos celulares diferentes.

Un área muy activa de la biología son las células que imitan estas células madre embrionarias fuente, células que se denominan células madre pluripotentes inducidas, o iPSC. Con trucos genéticos y bioquímicos, los investigadores pueden invertir una célula diferenciada, como un fibroblasto de la piel, a un estado pluripotente.

Tales iPSC tienen el potencial de crear tejido para la medicina regenerativa, como reparar ataques cardíacos, crear modelos de enfermedades humanas o hacer células que permitan la detección de drogas. Pero el progreso futuro con las iPSC necesita una comprensión mucho mayor de la biología básica de la pluripotencia y la diferenciación.

"Con el objetivo de utilizar células madre en terapia, el paso más importante es la diferenciación de las iPSC, "dijo Rui Zhao, Doctor., profesor asistente de bioquímica y genética molecular en la Universidad de Alabama en Birmingham. "Necesitamos poder diferenciar las iPSC en un tipo de célula relevante para la enfermedad con alta eficiencia y alta pureza".

En un estudio publicado en Informes de células madre , Zhao y sus colegas han resuelto en parte una pregunta básica sin respuesta sobre las células madre:¿por qué las células madre pluripotentes que tienen mutaciones para bloquear la producción de microARN son incapaces de diferenciarse?

Zhao y colegas, incluido el coautor para correspondencia Kitai Kim, Doctor., del Instituto Sloan Kettering, han encontrado una clave que permite que las células madre pluripotentes deficientes en microARN se diferencien en células neurales, incluyendo subtipos con marcadores de dopaminérgico, neuronas glutamatérgicas y GABAérgicas.

"Durante muchos años, no sabíamos por qué estas células no se diferenciaban, "Dijo Zhao. La respuesta para la diferenciación de células neurales en las células deficientes en microARN resultó ser simple:un solo microARN o una sola proteína.

En el Informes de células madre estudio, Zhao y sus colegas muestran que un imitador de microARN-302, entregado por un lentivirus especialmente construido, fue suficiente para permitir la diferenciación neuronal de las células madre embrionarias de ratón que carecían de Dgcr8, un gen vital para el procesamiento de más de 2, 000 microARN en las células.

Cuando examinaron los perfiles de expresión génica en las células diferenciadas, vieron cambios en muchos conjuntos de genes regulados por p53, también conocido como supresor de tumores p53. A este supresor de tumores se le ha llamado "el guardián del genoma" debido a sus múltiples funciones en la prevención del daño del ADN y el cáncer.

Zhao, Kim y sus colegas demostraron que el microARN-302 actuaba para reducir la expresión de p53 en las células madre embrionarias deficientes en microARN al unirse a la región 3 'no traducida del ARNm de p53.

Además, demostraron que la inhibición directa de p53 con el antígeno T grande del virus de los simios o el ARN corto en horquilla, o incluso eliminando el propio gen p53, permitió que las células madre embrionarias o iPSC procedieran a la diferenciación neuronal sin la necesidad de microARN-302. Por lo tanto, la barrera de diferenciación que impide la especificación del linaje neuronal de las células madre deficientes en microARN es la expresión de p53.

Aún se desconocen las claves para desbloquear los caminos de las células hacia otras especificaciones de linaje celular a partir de un tallo embrionario deficiente en microARN. Dice Zhao.