El análisis cuantitativo del proteoma de células pluripotentes mediante etiquetado masivo iTRAQ revela la regulación postranscripcional de las proteínas necesarias para la autorrenovación de las células ES.

Las células madre embrionarias y las células de carcinoma embrionario comparten dos características clave: pluripotencia (la capacidad de diferenciarse en endodermo, ectodermo y mesodermo) y autorrenovación (la capacidad de crecer sin cambios en un estado euploide no transformado). Se ha hecho mucho para identificar y caracterizar los factores de transcripción que son necesarios o suficientes para mantener estas características. Oct-4 y Nanog son necesarios para mantener la pluripotencia; están regulados negativamente a nivel de ARNm por diferenciación. Puede haber genes reguladores adicionales cuyos niveles de ARNm no cambian pero cuyas proteínas se desestabilizan durante la diferenciación. Generamos perfiles cuantitativos de todo el proteoma de células ES y de carcinoma embrionario durante la diferenciación, replicando un estudio basado en microarrays realizado por Aiba et al. (Aiba, K., Sharov, AA, Carter, MG, Foroni, C., Vescovi, AL y Ko, MS (2006) Definición de una vía de desarrollo hacia el destino neuronal mediante el perfil de expresión global de células madre embrionarias de ratón y células madre neurales adultas /progenitor cells. Stem Cells 24, 889-895) que desencadenaron la diferenciación mediante tratamiento con ácido todo-trans-retinoico 1 µM. Identificamos varias proteínas cuyos niveles disminuyeron durante la diferenciación en ambos tipos de células pero cuyos niveles de ARNm se mantuvieron sin cambios. Confirmamos varios de estos casos mediante RT-PCR y Western blot. Racgap1 (también conocido como mgcRacgap) fue particularmente interesante porque es necesario para la viabilidad de embriones previos a la implantación y de células madre hematopoyéticas, y también para la diferenciación. Para confirmar nuestra observación de que RACGAP-1 disminuye durante la diferenciación mediada por ácido retinoico, utilizamos el monitoreo de reacciones múltiples, un método de cuantificación basado en espectrometría de masas dirigida y determinamos que los niveles de RACGAP-1 disminuyen a la mitad durante la diferenciación mediada por ácido retinoico. Redujimos los niveles de ARNm de Racgap-1 utilizando un panel de cinco shRNA. Esto resultó en una pérdida de autorrenovación que se correlacionaba con el nivel de caída. Concluimos que RACGAP-1 está regulado postranscripcionalmente durante el desarrollo del blastocisto para permitir la diferenciación mediante la inhibición de la autorrenovación de las células ES.