Una breve introducción a los logros de Obokata Haruko

Mientras estudiaba en la Facultad de Medicina de Harvard, a Obokata Haruko se le ocurrió la idea de las células "STAP". La especialización de las células de mamíferos permite que las células individuales realicen una variedad de funciones diferentes, y el proceso de transición de un tipo de célula diferenciada a otro se considera muy raro. Sin embargo, Obokata Haruko cree que al someter a células somáticas altamente diferenciadas a estímulos externos, las células pueden volver a un estado similar a las "células madre". Los investigadores llaman a estas células "células de adquisición de pluripotencia activadas por estímulos". células, abreviadas como células STAP.

En agosto de 2009, Obokata Haruko comenzó a escribir su primer artículo sobre las células STAP y lo envió a la revista científica "Nature" en la primavera de 2010. Sin embargo, es de conocimiento común en la comunidad de citología que "es imposible que las células animales reciban estimulación externa y adquieran pluripotencia", y este artículo no fue aprobado. Kojima Kojima, profesor asociado de la Universidad de Harvard que también trabaja en el laboratorio del profesor Charles Vacanti y es coautor del artículo, comentó que "ella (Obogata Haruko) se sintió realmente miserable en los siguientes 2 o 3 años".

En marzo de 2011, tras enterarse de este incidente, Wakayama Teruhiko, director del equipo de investigación del Instituto de Física y Química de Japón (más tarde profesor de la Universidad de Yamanashi), expresó su disposición a prestar una ayuda. Por otro lado, Obokata Haruko se unió al equipo de investigación de Wakayama Teruhiko y asumió el puesto de investigador visitante de investigación en física y química.

Las investigaciones han demostrado que el cambio de tipo celular se puede lograr mediante la "reprogramación celular": al introducir ciertos factores de transcripción en condiciones específicas, los investigadores pueden cambiar el grado de especialización de las células. En 2006, el equipo del japonés Shinya Yamanaka obtuvo células madre pluripotentes inducidas (iPSC) mediante la regulación de cuatro factores de transcripción y recibió el Premio Nobel de Fisiología de 2012. En 2013, el profesor Deng Hongkui y el Dr. Zhao Yang de la Facultad de Ciencias de la Vida de Pekín. Liderado por la universidad, el equipo de investigación descubrió células madre pluripotentes inducidas químicamente (CiPSC), y la investigación mundial sobre células madre ha comenzado a entrar en una nueva era.

Obogata Haruko y sus colegas monitorean la pluripotencia de las células utilizando proteínas fluorescentes. Si las células diana exhiben expresión de genes asociados con la pluripotencia, pueden detectar fluorescencia verde. Los investigadores probaron leucocitos en diferentes condiciones de estrés ambiental y descubrieron que los leucocitos expuestos a soluciones de pH bajo durante un corto período de tiempo activaban parcialmente los marcadores de pluripotencia. Los investigadores recolectaron estas células y descubrieron que tenían la firma genética de los embriones tempranos: la llamada adquisición de pluripotencia desencadenada por estímulos (STAP).

Inicialmente, el equipo de investigación intentó utilizar estimulación con solución ácida para encontrar células STAP, pero fracasó, sin embargo, no se dieron por vencidos y continuaron probando métodos de estimulación. Finalmente, a finales de 2011, las obtuvieron. Se encontró un punto brillante de células pluripotentes marcadas con fluorescencia verde en células STAP de ratones experimentales que recibieron estimulación.

Después de eso, el equipo de investigación remojó los linfocitos de ratones experimentales recién nacidos en una solución ácida débil durante unos 30 minutos y luego los cultivó, obteniendo un gen genético duradero que puede evolucionar hacia varias células. resultado de la activación. Los investigadores colocaron esta célula en ratones experimentales y confirmaron que las células evolucionaron hasta convertirse en varias células, como la piel y los músculos.

El 29 de enero de 2014, RIKEN celebró una conferencia de prensa en la que anunció que el equipo de investigación de Obokata Haruko había descubierto con éxito los resultados de la investigación de las células STAP, una nueva célula multipotente similar a las células iPS. Este resultado fue publicado en la revista Nature (Nature 505, páginas 641-647 y 676-680, 30 de enero de 2014) en forma de artículo y carta, respectivamente. El primer autor de ambos artículos es Haruko Obokata, y el autor correspondiente es Charles Vacanti, el profesor Teruhiko Wakayama y los colegas de Haruko Obokata en el Instituto de Física y Química, Yoshiki Sasai y Hitoshi Niwa, también son coautores de los dos artículos.

El primer artículo informa principalmente sobre el descubrimiento del fenómeno de STAP (adquisición de pluripotencia desencadenada por estímulos, adquisición de pluripotencia desencadenada por estimulación), es decir, estímulos externos subletales, como ambientes ácidos débiles, pueden causar enfermedades en mamíferos. Las células somáticas se reprogramaron en células pluripotentes y se informó cómo aislar líneas celulares pluripotentes expandibles a partir de células STAP. El segundo artículo se centra en informar que las células pluripotentes obtenidas mediante STAP pueden formar quimeras con células madre embrionarias (ES) y contribuir al desarrollo de tejidos como el embrión y la placenta.

Durante mucho tiempo, las "células universales" han estado representadas por las células iPS, que se producen mediante la introducción de genes genéticos en células como la piel. Las células universales recién nacidas se pueden generar en poco tiempo mediante un método más sencillo como la estimulación externa, por lo que han llamado la atención de todas las partes.

Obogata Haruko cree que, a diferencia de tecnologías como las células iPS, lo más destacado de esta tecnología innovadora es que las células pueden cambiar simplemente cambiando el entorno externo y estimulándolas. Al mismo tiempo, también cree que esta tecnología debería poder contribuir en campos como la medicina regenerativa y la investigación inmunológica. El equipo de investigación decidió continuar investigando para descubrir si esta nueva tecnología también se puede aplicar a las células humanas.

Los dos artículos causaron sensación inmediatamente después de su publicación. Chris Mason, profesor de la Universidad de Londres en el Reino Unido, comentó que se trata de una reescritura importante del método de producción de células pluripotentes que realizaron los científicos japoneses. Shinya Yamanaka utilizó cuatro genes para controlar la producción de células madre pluripotentes artificiales (células iPS). ), y las células STAP se pueden completar cultivándolas en una solución ácida, el método es más simple y las células diferenciadas se pueden reprogramar a un estado similar al de un embrión mediante estimulación física, y se utiliza un procedimiento simple para describir el método propuesto por Obokata. et al. Shinya Yamanaka era ahora director del Instituto de Investigación de Células iPS de la Universidad de Kioto. Comentó sobre este descubrimiento y dijo que, como joven académico en Japón, hizo un descubrimiento tan importante y que estaba realmente orgulloso desde el fondo de su corazón. También es probable que las células STAP superen el cuello de botella que dificulta que las células iPS regeneren órganos en el cuerpo.

Al mismo tiempo, el resumen del artículo de Obokata también enfatiza que el proceso de reprogramación no requiere ni transferencia nuclear ni manipulación genética. Los conceptos de transferencia nuclear y manipulación genética son exactamente las razones por las que los premios Nobel de 2012, John Gurdon y Shinya Yamanaka, ganaron los premios respectivamente.