Mecanismos para mantener la autorrenovación y la estabilidad genética de las células madre embrionarias humanas

Las células madre embrionarias humanas (hESC) son capaces de autorrenovarse ilimitadamente, un proceso para reproducirse, y conservan la capacidad de diferenciarse en todos los tipos de células del cuerpo. Por lo tanto, las hESC son muy prometedoras para la terapia de reemplazo de células y tejidos humanos. Debido a que el daño al ADN ocurre durante la proliferación celular normal y puede causar mutaciones en el ADN que conducen a inestabilidad genética, es fundamental dilucidar los mecanismos que mantienen la estabilidad genética durante la autorrenovación. Éste es el objetivo general de esta propuesta. Con base en nuestros hallazgos recientes, propongo investigar dos mecanismos principales que podrían ser importantes para mantener la estabilidad genética en las hESC. Primero, propongo dilucidar las vías que promueven la reparación eficiente del ADN en hESC. En segundo lugar, con base en nuestros hallazgos recientes, planteo la hipótesis de que otro mecanismo principal para mantener la estabilidad genética en las hESC autorrenovables es eliminar las hESC dañadas en el ADN mediante la inducción de su diferenciación. Por lo tanto, propongo identificar las vías que regulan la capacidad de autorrenovación de las hESC en presencia y ausencia de daño en el ADN. En resumen, la investigación propuesta contribuirá significativamente a nuestra comprensión de las vías importantes para mantener la autorrenovación y la estabilidad genética en las hESC. Esta información proporcionará la base para mejorar las condiciones de cultivo de hESC para promover la autorrenovación eficiente con una inestabilidad genética mínima, un requisito previo para el desarrollo de hESC en terapias humanas.

Uno de los principales objetivos de la investigación propuesta es mejorar las tecnologías de manipulación genética en hESC, incluidas las tecnologías transgénicas y de selección de genes. Si bien los modelos de ratón son herramientas valiosas para estudiar los mecanismos de la patogénesis de las enfermedades humanas, muchas diferencias entre las células humanas y de ratón pueden conducir a fenotipos distintos, así como al fenómeno común de que ciertas intervenciones terapéuticas funcionan bien en modelos de ratón pero mal en humanos. Por lo tanto, es de alta prioridad crear hESC específicas de enfermedades como poderosas herramientas genéticas para estudiar el mecanismo de patogénesis en enfermedades humanas. Además, el suministro ilimitado de células primarias derivadas de hESC específicas de la enfermedad se convertirá en reactivos valiosos para el descubrimiento de fármacos. Hay dos formas de generar hESC específicas de la enfermedad. Un enfoque es a través de la transferencia nuclear, que ha demostrado ser extremadamente difícil en el contexto humano y hasta ahora infructuoso. La otra es emplear técnicas transgénicas y de selección de genes para crear hESC específicas de enfermedades. Por lo tanto, la investigación propuesta mejorará significativamente nuestra capacidad para generar hESC específicas de enfermedades. Después de experimentar con varias líneas de hESC existentes, descubrimos que sólo las líneas de hESC no aprobadas a nivel federal y desarrolladas recientemente en la Universidad de Harvard son las más adecuadas para las tecnologías de manipulación genética. Dado que la investigación que involucra las líneas HUES no puede contar con el apoyo del gobierno federal, CIRM se encuentra en una posición única para apoyar esta investigación propuesta.