Prueban métodos para monitorear la identidad de las células madre pluripotentes

En un artículo publicado en Stem Cell Research, científicos brasileños advierten sobre la importancia de incluir este control en la rutina para evitar el cambio de material

Por Karina Toledo  |  Agência FAPESP – El avance de las técnicas que permiten transformar células adultas en células madre pluripotentes inducidas (iPS, por sus siglas en inglés) ha llevado a la generación de grandes colecciones de linajes celulares, que contienen material genético de miles de individuos y que suelen compartirse entre distintos grupos de investigación. 

La importancia de implementar en la rutina de los laboratorios un método de monitoreo –capaz de confirmar la identidad de cada linaje celular y detectar eventuales casos de cambio de material o contaminación cruzada– fue el tema de un artículo publicado en la revista Stem Cell Research por científicos de la Universidad de São Paulo (USP) que trabajan en el Laboratorio Nacional de Células Madre Embrionarias de Brasil (LaNCE). 

“Analizamos los distintos métodos de monitoreo disponibles comercialmente. Y demostramos que mediante el análisis de marcadores de tipo STR [Short Tanden Repeat, o regiones repetitivas polimórficas], con aparatos sencillos y de bajo costo, es posible crear una especie de código de barras capaz de diferenciar a cada individuo”, comentó Lygia da Veiga Pereira, coordinadora del LaNCE e investigadora del Centro de Terapia Celular (CTC), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPIDs) que la FAPESP financia. 

En 2016, el equipo del LaNCE empezó a desarrollar una colección de células madre pluripotentes capaz de reflejar la mezcla genética de la población brasileña. Los linajes se generan con base en muestras de sangre donadas por participantes en el estudio multicéntrico ELSA-Brasil (Estudio Longitudinal de Salud del Adulto), que se viene realizando desde 2008 en seis universidades brasileñas de distintos estados del país. En total se lleva adelante el seguimiento 15.105 varones y mujeres con edades entre 35 y 74 años (lea más en: http://agencia.fapesp.br/24328/). 

“Tenemos material congelado de 2.000 participantes y hemos generado linajes de células iPS a partir de 60 de esos individuos”, dijo Da Veiga Pereira. 

El equipo del LaNCE hace uso de una técnica premiada con el Nobel de Medicina en 2012 y descrita en 2006 por Shinya Yamanaka, de la Universidad de Kioto, en Japón. Este método consiste en insertar en células adultas –en ese caso, células de la sangre periférica de los voluntarios del ELSA– ciertas proteínas capaces de reprogramar el genoma celular. 

Esos factores de transcripción, tal el nombre con que se los conoce, activan genes relacionados con el estadio embrionario de las células y desconectan otros genes que deberían estar activos luego de la madurez. Así se crean células madre pluripotentes inducidas que pueden –con el debido estímulo– diferenciarse en los más diversos tejidos del cuerpo humano. 

“Contamos con células de aproximadamente 200 personas que padecen hipertensión. Algunas de éstas responden bien al tratamiento, en tanto que otras son resistentes. Uno de nuestros objetivos consiste en usar los linajes generados para estudiar la respuesta a medicamentos antihipertensivos”, comentó la investigadora. 

El uso de células iPS en el modelado de enfermedades y en el descubrimiento de nuevos fármacos se ha venido mostrando bastante prometedor. Sin embargo, este tipo de investigación implica un manipuleo concomitante de células de distintos individuos, lo cual eleva las probabilidades de contaminación cruzada. 

Datos existentes en la literatura científica indican que errores de identificación afectan al menos al 15% de los linajes analizados, con impactos sobre la validez de una parte significativa de los descubrimientos científicos. 

Según Da Veiga Pereira, la adopción de métodos de monitoreo de la identidad celular constituye actualmente una rutina en los grandes repositorios públicos de células, pero éstos son aún raros en los laboratorios de las universidades y de los centros de investigación. 

“Cuando empezamos a montar nuestra colección, surgió la preocupación de incluir ese monitoreo como parte de nuestro control de calidad. Decidimos entonces estudiar cuál de las opciones disponibles era más ventajosa en términos de practicidad y costo”, dijo la coordinadora del LaNCE. 

Las plataformas de monitoreo más sofisticadas, según explicó Da Veiga Pereira, evalúan alrededor de un millón de marcadores moleculares de tipo polimorfismos de un solo nucleótido (SNPs, por sus siglas en inglés), y generan un perfil genético de la muestra celular bastante extenso y detallado.

“La desventaja reside en que se trata de un método caro. Además se hace necesario enviar las muestras para su evaluación en otro lado. Por eso decidimos poner a prueba métodos más antiguos y más sencillos”, explicó. 

Entre las opciones examinadas, el grupo optó por la tecnología hasta ahora más utilizada en estudios de ADN en todo el mundo, que consiste en analizar marcadores de tipo STR, que son únicos en cada individuo. Este método requiere el empleo de aparatos relativamente fáciles de hallar en facilities de biología molecular: de PCR (reacción en cadena de la polimerasa) y secuenciadores de ADN. Su costo se ubica en alrededor de 50 dólares por linaje, un monto aceptable, a juicio Da Veiga Pereira. 

“Este método permite crear una especie de código de barras a partir de 15 marcadores que suministran un patrón específico de cada individuo. Posteriormente podemos comparar el patrón del linaje celular y ver si combina con el del ADN presente en la muestra de sangre del donante. La idea es efectuar esa verificación de tiempo en tiempo”, explicó. 

Durante los análisis que dieron origen al artículo que ahora ha salido publicado, el equipo del LaNCE detectó dos casos de linajes celulares identificados erróneamente. 

“La creación de este código de barras permite que otros grupos de investigación –en caso de que compartamos nuestro material con colaboradores– también efectúen la verificación de la identidad celular con una cierta frecuencia”, dijo Da Veiga Pereira. 

Puede leerse el artículo intitulado Monitoring cell line identity in collections of human induced pluripotent stem cells (doi: 10.1016/j.scr.2018.01.030), de Raquel Sarafian, Mariana Morato-Marques, Juliana Borsoi y Lygia Veiga Pereira, en el siguiente enlace: sciencedirect.com/science/article/pii/S1873506118300369.