Investigación innovadora de BGI da resulta en células que pueden facilitar los avances en la regeneración de órganos

Shenzhen, 22 de marzo de 2022: En la Academia China de Ciencias, los científicos de BGI-Research primeros en el mundo y un grupo de socios publicaron un estudio en Nature, anunciando el descubrimiento de un método controlable, rápido y sin transgénicos, para convertir células madre pluripotentes en células de tipo embrionarias totipotentes  de 8 células bona fide, allanando el camino para los avances en la regeneración de órganos y la biología sintética.

Los investigadores de BGI, junto con un equipo internacional de China, Bangladesh y el Reino Unido, utilizaron tecnologías avanzadas de secuenciación unicelular de BGI para ayudar a convertir células madre pluripotentes, o una versión "adulta" de las células embrionarias tempranas, en una versión más "juvenil" de las células que capturan la activación del genoma cigótico humano y retienen todo el linaje con potencial de desarrollo.

En el futuro, estas células podrían utilizarse en medicina regenerativa para regenerar órganos humanos con enfermedades y reducir la dependencia del mundo de la donación de órganos. También se pueden utilizar para generar blastocistos artificiales o blastoides. Además, serán útiles para estudiar el desarrollo embrionario humano, y permitir el tratamiento temprano de enfermedades relacionadas con el desarrollo y también prevenir la pérdida del embarazo.

Si bien la tecnología para convertir células madre pluripotentes en células similares a la masa celular interna del blastocisto ha existido por algún tiempo, en este estudio es la primera vez que los investigadores establecen métodos para convertir células madre pluripotentes en una etapa temprana de bona fide en el ciclo de desarrollo humano que coincide con el embrión de 8 células, lo que ayudará a ampliar la comprensión del desarrollo embrionario humano temprano. Principalmente, los investigadores fueron capaces de demostrar que las células convertidas podían crear células placentarias in vivo. Es la primera vez que esto se ha hecho.

“Las células embrionarias totipotentes de la etapa de 8 células recrean el estado embrionario de un óvulo fertilizado después de solo 3 divisiones. En comparación con las células madre pluripotentes informadas, estas células no solo pueden diferenciarse en tejido placentario, sino que también potencialmente se desarrollan en órganos más maduros, trayendo buenas noticias a los millones de pacientes que necesitan trasplantes de órganos en todo el mundo ", dijeron los autores principales del trabajo, el profesor Miguel A. Esteban, el Dr. Md. Abdul Mazid y el Dr. Li Wenjuan de la Academia China de Ciencias.

"Este avance también es un ejemplo perfecto de la combinación de la medicina regenerativa y la tecnología de secuenciación unicelular", dijo el Dr. Liu Longqi de BGI-Research, otro autor principal del trabajo. "A través del perfil multiómico unicelular a gran escala, la identificación eficiente y precisa de células o tejidos obtenidos in vitro o in vivo mediante tecnologías de células madre acelerará en gran medida las investigaciones sobre medicina regenerativa".

Las células en esta etapa temprana del desarrollo pueden describirse como "totipotentes", lo que significa que tienen el potencial de crear todo tipo de células embrionarias tempranas, que a su vez crean los tejidos y órganos necesarios para el desarrollo. La investigación se basa en el trabajo previo con células madre pluripotentes en la etapa de blastocisto, un punto en el que las células tienen el potencial de crear una gama más limitada de diferentes células y tejidos.

El descubrimiento del estudio se vio facilitado por los avances en la tecnología de secuenciación unicelular en la que BGI Group es un líder mundial. Su plataforma de secuenciación de biblioteca unicelular, combinada con su tecnología de secuenciación, permite un análisis unicelular extenso y multidimensional con alta sensibilidad y precisión a un bajo costo.

El equipo internacional detrás de la investigación tomó células madre pluripotentes y las trató con un cóctel químico para crear células de tipo embrionario de 8 células. Entre otros experimentos, estas células se clasificaron y se inyectaron en un ratón para ver un desarrollo adicional, y luego se analizaron con el análisis genómico unicelular de BGI. Esta tecnología innovadora ayudó a los científicos a identificar y aislar las células similares a embriones de 8 células objetivo y demostrar su capacidad "totipotente" para crear las células involucradas en la generación de la placenta in vivo.

Los avances que están haciendo los investigadores eventualmente podrían hacer realidad la regeneración de órganos individualizados. Por lo general, la única solución disponible para aquellos que necesitan un trasplante de órganos es encontrar un donante compatible. El procedimiento no es infalible. Los trasplantes pueden fallar si el serotipo del donante es demasiado diferente del receptor. También está dando sus primeros pasos un procedimiento aparte diseñado para adaptar los órganos animales para trasplantes a los seres humanos a través de la edición de genes.

Este logro también proporciona un sistema nuevo de investigación in vitro para la investigación básica sobre el desarrollo embrionario temprano, nos ayuda a comprender la relación entre el desarrollo embrionario temprano y la aparición de enfermedades, y como recurso para estudio y tratamiento de defectos congénitos y varias enfermedades del desarrollo.

Las instituciones de investigación involucradas en el estudio, publicado en Nature como "Rolling back of human pluripotent stem cells to a 8-cell embrion-like stage" (Regreso de las células embrionarias pluripotentes humanas a una etapa tipo embrionaria de 8 células), incluyen los Institutos de Biomedicina y Salud de Guangzhou de la Academia China de Ciencias, BGI-Research, Universidad de Cambridge, Universidad de Jilin en Changqun y Universidad de Rajshahi de Bangladesh. El estudio obtuvo la autorización ética antes de comenzar.

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Acerca de BGI Group

BGI Group, pionera en las ciencias de la vida, es una de las principales organizaciones de biotecnología del mundo con operaciones que cubren investigación, producción y aplicaciones, y con socios en más de 100 países y regiones. El trabajo de BGI Group incluye descubrimientos científicos innovadores, investigación innovadora en microbiología y biodiversidad, servicios de pruebas de diagnóstico para rastrear virus y enfermedades, y el desarrollo de tecnologías de próxima generación para la secuenciación de genes a gran escala. BGI ocupó el primer lugar en Asia del Pacífico y el décimo a nivel mundial entre las empresas por sus trabajos de investigación científica de alta calidad en ciencias de la vida en el Índice Nature 2021.