Estudios sobre la regulación de la funcionalidad de las células pluripotentes por el óxido nítrico

Abstract

Nuestro laboratorio ha desarrollado un protocolo para la diferenciación hacia endodermo de las células madre embrionarias de ratón (CME), que consiste en exponer las células a altas concentraciones de un donador de óxido nítrico (NO) durante 19 horas. Este tratamiento suprime la expresión de genes de pluripotencia como Oct4 y Nanog, e induce la expresión de marcadores de endodermo definitivo como Pdx1. Se observó un aumento de Zic1, por lo que se decidió estudiar este gen en el proceso de diferenciación hacia endodermo. El objetivo de este estudio es determinar si Zic1 está regulado por el NO, y si este gen tiene un papel en la regulación de la vía Sonic hedgehog (Shh) en CME de ratón relacionados con el desarrollo de endodermo. Hemos demostrado que la expresión de Zic1 en presencia de NO aumentó. Además, hemos encontrado que el factor de transcripción Egr1 podría actuar como activador de la expresión de Zic1 después del tratamiento con NO. A continuación, hemos podido comprobar que Zic1 co-expresa con Pdx1 en las células tratadas con NO, en las células pancreáticas adultas y en el tejido del páncreas, lo que indica que puede estar involucrado en el proceso de diferenciación hacia endodermo en CME de ratón. Por último, se determinó que el tratamiento con NO suprime la vía de señalización de Shh, mediante la disminución de la expresión de los genes diana de la misma, lo cual fue confirmado mediante ensayos de ganancia de función de Zic1. Por otro lado, nuestro laboratorio proporcionan evidencia de un papel del NO a baja concentración en el control de la auto-renovación y diferenciación de células madre (JR Tejedo et al., 2010), que bloquea el proceso de diferenciación promovida por la ausencia de bFGF en CME humanas y disminuye la expresión de marcadores de diferenciación. Por lo tanto, el proyecto actual se centra específicamente en la descripción del desarrollo de un medio libre de suero con baja concentración de bFGF y suplementado con óxido nítrico para el cultivo de células madre mesenquimales humanas para aplicaciones terapéuticas. Hemos comprobado el mantenimiento de la morfología celular, la proliferación, la pluripotencia y la calidad de la célula. Se esta estudiando la posibilidad de escalar el cultivo celular con medios libre de suero a gran escala, para obtener el número de células necesario para los ensayos clínicos, apareciendo los biorreactores como una alternativa prometedora.