Pluripotência Induzida e Reprogramação

Como as células diferenciadas podem ser redefinidas para um estado pluripotente por fatores definidos, e o que isso revela sobre a reversibilidade da identidade celular.

Definition

Reprogramação é a conversão experimental de uma célula de um estado diferenciado para outro ou de volta para um estado menos diferenciado; pluripotência induzida é a reprogramação específica de uma célula diferenciada para um estado pluripotente pela introdução de um conjunto definido de fatores regulatórios.

Scope

Este tópico abrange a reprogramação celular: transferência nuclear, a indução de pluripotência por fatores de transcrição definidos e a conversão direta (transdiferenciação) entre tipos de células. Ele aborda as implicações da reprogramação para a compreensão de como a identidade celular é mantida e para a geração de células compatíveis com o paciente, mantendo as aplicações enquadradas como significado, e não como orientação.

Core questions

• Como uma célula diferenciada pode ser redefinida para um estado pluripotente?
• Quais fatores são suficientes para induzir a pluripotência?
• Um tipo de célula diferenciada pode ser convertido diretamente em outro?
• O que a reprogramação revela sobre como a identidade celular é mantida?

Key concepts

• Transferência nuclear
• Células-tronco pluripotentes induzidas
• Fatores de reprogramação definidos
• Conversão direta (transdiferenciação)
• Reversibilidade da identidade celular

Key theories

Reprogramação impulsionada por fatores de transcrição

A introdução de uma combinação definida de fatores de transcrição pode anular o programa diferenciado de uma célula e redefini-la para a pluripotência, demonstrando que a identidade é mantida ativamente por entradas regulatórias, e não fixada por uma mudança genética irreversível.

Mechanisms

Evidências iniciais de que a identidade celular é reversível vieram da transferência nuclear, na qual um núcleo diferenciado colocado em um óvulo pode suportar o desenvolvimento, mostrando que o genoma permanece intacto. A reprogramação para a pluripotência é alcançada forçando a expressão de um pequeno conjunto de fatores de transcrição que reativam a rede de pluripotência e redefinem os estados da cromatina e da expressão gênica; as células pluripotentes induzidas resultantes assemelham-se às células-tronco embrionárias. Na conversão direta, fatores característicos de uma linhagem diferenciada são introduzidos em outro tipo de célula para mudar sua identidade sem passar por um estado pluripotente. Esses processos revelam que o estado diferenciado é um equilíbrio regulatório que entradas definidas podem alterar.

Clinical relevance

A reprogramação permite a geração de células compatíveis com o paciente para modelagem de doenças, testes de medicamentos e potenciais terapias celulares, e fornece uma ferramenta para estudar como a identidade celular é estabelecida. Esta entrada é educacional e não fornece orientação médica.

History

Experimentos de transferência nuclear mostraram que um núcleo diferenciado retém todo o potencial de desenvolvimento. Com base nisso, a demonstração de que fatores de transcrição definidos podem induzir a pluripotência em células diferenciadas abriu um novo campo e foi reconhecida, juntamente com o trabalho anterior de transferência nuclear, com um Prêmio Nobel.

Key figures

• Shinya Yamanaka
• John Gurdon

Seminal works

• takahashi2006
• gilbert2016

Frequently asked questions

O que são células-tronco pluripotentes induzidas?

São células diferenciadas, como células da pele, que foram redefinidas para um estado pluripotente — capazes de formar muitos tipos de células — pela introdução de um conjunto definido de fatores de transcrição.

A reprogramação altera o DNA de uma célula?

Não. A reprogramação altera quais genes estão ativos redefinindo os estados regulatórios e da cromatina; a sequência de DNA subjacente permanece a mesma, razão pela qual o processo é reversível.