Irene Rodríguez. 20 diciembre, 2018
Estas células embrionarias son las primeras en un animal, posteriormente se reproducirán y especializarán en múltiples tipos de células con funciones muy específicas. Fotografía con fines ilustrativos: Centro Isreaelí de Celúlas Madre e Investigación Genética, Universidad Hebrea de Jerusalén
Estas células embrionarias son las primeras en un animal, posteriormente se reproducirán y especializarán en múltiples tipos de células con funciones muy específicas. Fotografía con fines ilustrativos: Centro Isreaelí de Celúlas Madre e Investigación Genética, Universidad Hebrea de Jerusalén

¿Cómo una sola célula de un embrión animal es capaz de crecer, reproducirse, cambiar, “migrar” a un tejido específico y diferenciarse tanto en sus funciones de otras células? Esta es una pregunta que lleva años revoloteando en la mente de miles de científicos alrededor del mundo.

Con el paso del tiempo, la Ciencia ha dilucidado que el ADN (ácido desoxirribonucleico) es quien orquesta estos procesos que llevan a las células a reproducirse cuánto sea necesario, en la cantidad y la velocidad indicada y con esa asignación tan particular de funciones que diferencia el trabajo, por ejemplo, de una célula del músculo cardíaco con una del intestino delgado.

Pero el ADN no pude trabajar solo, y para ello se vale del ARN (ácido ribonucleico), que dirige la síntesis de proteínas que cada célula necesita para sus funciones específicas.

No obstante, no fue si no hasta este 2018 que un mayor uso y una mejor comprensión de una combinación de tres técnicas llevó a los investigadores a descubrir, con más exactitud, ese origen de cómo de una célula logra diferenciarse de las otras.

Estas técnicas, llamadas secuenciación de ARN de una sola célula (RNA-seq, en inglés), revelan cómo los genes en cada de ellas se “encienden” o “apagan” y las ponen a jugar sus diferentes roles. Estas técnicas han llevado, por decirlo de algún modo, a “cazar” a través del tiempo, la formación de estas células hasta llegar al punto del embrión.

Este conjunto de tecnologías que permiten seguir el desarrollo de la vida “célula por célula” tiene tanto impacto para el conocimiento científico que fue catalogada como el Hito Científico 2018 de la revista Science.

Cada año, esta publicación recluta a especialistas de diferentes ramas de la Ciencia para determinar cuál fue el invento o descubrimiento que más destacó en este campo, durante los últimos 12 meses.

“Solo en el 2018, los estudios detallaron cómo un gusano, un pez, una rana y otros organismos comienzan a construir sus órganos y apéndices. Grupos de científicos alrededor del mundo aplican estas técnicas para estudiar cómo las células humanas maduran durante toda una vida, cómo se regeneran los tejidos y cómo cambian cuando se enfrentan a enfermedades, incluido el cáncer”, dijo Elizabeth Pennisi, escritora de Science y una de las personas encargadas de tomar la decisión.

Y agregó: “la habilidad para aislar miles de células individuales y secuenciarlas en cada material genético específico ofrece una ‘fotografía instantánea’ del tipo de ARN que se produce en ese momento. Cada gen produce secuencias de ARN muy específicas, por lo que los investigadores pueden ver inmediatamente cuáles genes están activos; estos genes definirán lo que hace cada célula”.

¿Qué se ha descubierto con estas técnicas?

Los principales trabajos con RNA-seq comenzaron a generar mayores conclusiones a finales del 2017, cuando un grupo utilizó este método para medir la actividad genética de 8.000 células de una “mosca de la fruta”.

Mientras tanto, otra agrupación de científicos le hizo el perfil de actividad a los genes de 50.000 células de una larva de un nemátodo (animal diminuto, semejante a un gusano). Estos datos indicaban cuáles proteínas guiaban a las células a diferenciarse y tener funciones especializadas.

Pero este 2018 representó un avance todavía mayor en estas pesquisas, ya que se trabajó en animales vertebrados más complejos. Por ejemplo, un estudio mostró como un huevo fertilizado de pez cebra “da a luz” a 25 tipos de células.

Otra investigación siguió el desarrollo de las primeras etapas de formación de los órganos en una rana y determinó que algunas células comienzan a “especializarse” mucho antes de lo que se imaginaba.

“Estas técnicas han respondido preguntas fundamentales en embriología”, destacó, en la publicación, Leonard Zon, biólogo especialista en células madre de la Universidad de Harvard.

El público también podía votar por el hito científico del año. Estos fueron los resultados.
El público también podía votar por el hito científico del año. Estos fueron los resultados.

Los trabajos con RNA-seq también se han utilizado para saber cómo algunos animales pueden regenerar extremidades o su cuerpo completo. Los científicos descubrieron la “trayectoria” que usan las células para regenerar tejidos. En el caso de un tipo de salamandra, se vio que tejidos maduros de una extremidad se habían “devuelto” a un estado embrionario y llevaron a cabo una reprogramación celular y molecular para construir una nueva extremidad.

Otros científicos han utilizado estos métodos en conjunto con la edición genética CRISPR para estudiar embriones y ver cómo van surgiendo las nuevas células y las mutaciones que pasan de generación en generación.

Por otra parte, hay investigadores que aplican la RNA-seq para ver qué errores suceden durante el desarrollo y cómo estos llevan a malformaciones. Esto podría ser, en un futuro, clave para posibles tratamientos médicos

Los científicos aún no pueden utilizar estos conocimientos en embriones humanos, pero sí se aplican en tejidos y organoides para ver cómo funciona cada tipo de célula.

De acuerdo con la publicación, esto es un proceso que apenas comienza, porque los avances tecnológicos la harán cada vez más certera y permitirán dar mayor información.