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Definición de reprogramación epigenética, reprogramación celular y rejuvenecimiento – The Niche

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La reprogramación epigenética es un término utilizado en biología celular que cada vez aparece más en las noticias.

Desafortunadamente, algunas personas, especialmente en el ámbito del rejuvenecimiento celular y el antienvejecimiento, confunden este término y otras cosas.

Para empezar, la reprogramación epigenética no significa específicamente rejuvenecimiento celular.

El objetivo del post de hoy es definir claramente la reprogramación epigenética. También lo diferencio de los términos “reprogramación celular” y “rejuvenecimiento”.

reprogramación epigenética
Interpretación artística de la reprogramación epigenética. Imagen de Knoepfler.

Entonces, ¿cómo definimos y diferenciamos estos términos? ¿Cómo se relacionan con el rejuvenecimiento?

¿Qué es la reprogramación epigenética?

Empecemos por la reprogramación epigenética, que puede manifestarse en diferentes contextos. Es un término amplio.

En pocas palabras, significa realizar un cambio importante en el estado epigenético de una célula. A veces, estos cambios son tan poderosos que transforman aspectos de la identidad de la célula y conducen a la reprogramación celular. Sin embargo, eso no siempre sucede.

En particular, algunos biólogos del desarrollo utilizan el término reprogramación epigenética sólo para referirse a eventos tempranos del desarrollo. Eso me parece demasiado limitado, pero hay diferentes ideas al respecto.

Ejemplos de reprogramación epigenética

En un caso, así es como se logra el objetivo final de la reprogramación celular para cambiar la identidad de las células somáticas y volverlas a convertir. Células iPS.

También se pueden intentar diferentes versiones de esta reprogramación sólo para lograr el objetivo diferente del "rejuvenecimiento celular". Por ejemplo, mantener una célula sanguínea como una célula sanguínea, pero hacerla físicamente más joven (cambiar el reloj, no la identidad). Esto es difícil de lograr en un tejido sin producir al menos algunas células madre, como las células iPS, que potencialmente pueden convertirse en tumores de teratoma o incluso cánceres.

Otro ejemplo es durante transferencia nuclear de células somáticas o SCNT. El núcleo de una célula somática se reprograma epigenéticamente en su nuevo hogar dentro del citoplasma del ovocito.

Para complicar aún más las cosas, la reprogramación epigenética también ocurre de otras maneras, incluso fuera del alcance de un laboratorio. Como se señaló anteriormente, también ocurre durante el desarrollo humano normal. Cuando el óvulo y el esperma se fusionan durante la fertilización y en el embrión temprano después de eso, los genomas deben restablecer sus estados epigenéticos. Hay un cambio de la expresión genética materna a la cigótica, que depende de cambios epigenéticos importantes.

Las células cancerosas también pueden presentar reprogramación de sus epigenomas.

Una conclusión es que la reprogramación epigenética es un término muy amplio. No significa sólo rejuvenecimiento.

¿Qué es la reprogramación celular?

¿Cómo definimos reprogramacion celular? Tampoco es del todo sencillo.

La reprogramación celular significa que la identidad de una célula ha cambiado fundamentalmente. Esto se puede lograr de diferentes maneras en el laboratorio. Por ejemplo, está la reprogramación de la que hablamos para fabricar células iPS. Sin embargo, también hay reprogramación directa (a veces llamado transdiferenciación) donde un tipo de célula, como una neurona, se transforma en otro diferente, como una célula de riñón. Intercambie dos de sus tipos de células favoritas, al menos algo diferenciadas, en esa ecuación de reprogramación directa. De fibroblasto a neurona es otro ejemplo.

La reprogramación celular también ocurre in vivo. Puede manifestarse en enfermedades como durante la génesis de algunos tipos de cáncer. En ese caso, podemos ver que las células pueden reprogramarse de forma dañina. Por ejemplo, en los primeros días de un cáncer de cerebro, algunas células pueden adoptar una identidad "más joven" anormal y crecer demasiado, lo que lleva a un tumor cuando el cerebro no debería estar creciendo en absoluto.

Existe cierta sensación de que la reprogramación celular también podría ocurrir normalmente en el cuerpo, pero eso no está tan claro.

A menudo, la reprogramación celular es el resultado de la reprogramación epigenética, pero no son términos equivalentes.

¿Cómo deberían los científicos definir rigurosamente el rejuvenecimiento celular?

¿Qué pasa con el rejuvenecimiento? Algunos utilizan los términos “rejuvenecimiento” o “rejuvenecimiento celular” de una manera demasiado vaga. En un nivel, el rejuvenecimiento celular puede significar simplemente hacer que algo como una célula u organismo aparezca y funcione de una manera más joven.

Como he escrito antes, hay preguntas difíciles aquí en rejuvenecimiento.

A nivel científico riguroso, ¿cómo se mide y evalúa estadísticamente el rejuvenecimiento? ¿Es suficiente la evidencia de reprogramación epigenética, como cambios en la metilación del ADN a un estado asociado con células u organismos más jóvenes, para decir, boom, tenemos rejuvenecimiento? ¿Deberían los investigadores también observar el transcriptoma en busca de posibles firmas de "ARN jóvenes"? ¿Qué tan bien definidos están los “transcriptomas jóvenes”?

¿Qué pasa con el metabolismo de las células, los tejidos y los organismos? ¿Longitud de los telómeros?

¿Todas estas cosas juntas en una sola? No existen estándares en este momento, pero son necesarios para ayudar a impulsar el rigor en este espacio de investigación.

En general, debemos ser precisos con el lenguaje y los términos que utilizamos relacionados con la reprogramación de varios tipos. Sin embargo, uno de los desafíos es que existen diferentes opiniones sobre cómo definir las cosas. Algunos investigadores incluso definen las células madre de diferentes maneras. Incluso teniendo en cuenta cierta flexibilidad, dentro de la comunidad investigadora el término reprogramación epigenética simplemente no significa rejuvenecimiento celular.

Referencias

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