Una sfida importante nella ricerca sulle cellule staminali è stata quella di riprogrammare le cellule differenziate ad uno stato totipotente. Dei ricercatori provenienti da RIKEN in Giappone hanno identificato un duo di proteine istoniche che migliorano notevolmente la generazione di cellule staminali pluripotenti indotte (cellule iPS) e che possono essere la chiave per generare cellule staminali totipotenti indotte.
Le cellule differenziate possono essere persuase a tornare a uno stato pluripotente inducendo artificialmente l’espressione dei quattro fattori chiamati fattori di Yamanaka, o come recentemente dimostrato stressandole con l’ausilio di pH basso o alta pressione. Tuttavia, i tentativi per creare cellule staminali totipotenti in grado di dare origine ad un organismo completamente formato, da cellule differenziate, hanno fallito.
Lo studio, pubblicato recentemente sulla rivista Stem Cell e condotto dal Dott. Shunsuke Ishii di RIKEN, ha cercato di identificare la molecola nell’ovocita di mammifero che induce la riprogrammazione completa del genoma il che porta alla generazione di cellule staminali embrionali totipotenti. Questo è il meccanismo che si nasconde dietro la normale fecondazione, così come nella tecnica di clonazione chiamata Somatic-Cell Nuclear Transfer (SCNT).
La SCNT è stata utilizzata con successo per clonare varie specie di mammiferi, ma la tecnica ha seri limiti e il suo utilizzo su cellule umane è stato controverso per motivi etici.
Ishii e il suo team hanno scelto di concentrarsi su due varianti dell’istone denominato TH2A e TH2B, noti per essere specifici per i testicoli, dove si legano strettamente al DNA e influenzano l’espressione genica.
Lo studio dimostra che, se aggiunto al cocktail Yamanaka il duo TH2A/TH2B aumenta l’efficienza della produzione di cellule iPSC di circa venti volte e la velocità del processo di due o tre volte.
Invece, creando topi privi di entrambe le proteine, i ricercatori osservato che TH2A e TH2B funzionano in coppia, sono espressi in oociti e uova fecondate e sono necessari per lo sviluppo dell’embrione dopo la fecondazione, anche se i loro livelli diminuiscono quando l’embrione cresce.
Questi risultati indicano che TH2A/TH2B potrebbero indurre a una riprogrammazione regolando un diverso insieme di geni che i fattori Yamanaka, e che questi geni sono coinvolti nella generazione di cellule totipotenti.
In conclusione i ricercatori di Riken rendono noto che: “Crediamo che TH2A e TH2B in combinazione migliorino la riprogrammazione perché introducono un processo che opera normalmente nello zigote durante la fecondazione e la SCNT, conducendo cosi ad una forma di riprogrammazione che porta più somiglianza alla riprogrammazione basata sull’ovocita e sullo SCNT“.