Adquisición de pluripotencia desencadenada por estímulos

La adquisición de pluripotencia desencadenada por estímulos ( STAP ) fue un método propuesto para generar células madre pluripotentes sometiendo a células ordinarias a ciertos tipos de estrés, como la aplicación de una toxina bacteriana, la inmersión en un ácido débil o un trauma físico. ^{[1] [2]} La técnica ganó prominencia en enero de 2014 cuando la investigación de Haruko Obokata et al. se publicó en Nature . Durante los meses siguientes, todos los científicos que intentaron duplicar sus resultados fracasaron y surgió la sospecha de que los resultados de Obokata se debían a un error o fraude . Se inició una investigación por parte de su empleador, RIKEN . El 1 de abril de 2014, RIKEN concluyó que Obokata había falsificado datos para obtener sus resultados. ^[3] El 4 de junio de 2014, Obokata acordó retractarse de los artículos. ^[4] El 5 de agosto de 2014, Yoshiki Sasai —supervisor de Obokata en RIKEN y uno de los coautores de los artículos sobre las células STAP— fue encontrado muerto en una instalación de RIKEN después de un aparente suicidio por ahorcamiento. ^[5]

STAP habría sido un método radicalmente más simple de generación de células madre que los métodos investigados anteriormente, ya que no requiere ni transferencia nuclear ni la introducción de factores de transcripción . ^[6]

Haruko Obokata afirmó que las células STAP se produjeron exponiendo células de bazo murino CD45 ⁺ a ciertas tensiones, incluido un medio ácido con un pH de 5,7 durante media hora. ^{[6] [7]} Después de este tratamiento, se verificó que las células eran pluripotentes observando niveles crecientes de Oct-4 (un factor de transcripción expresado en células madre embrionarias) durante la semana siguiente utilizando un transgén Oct4- GFP . ^{[6] [8]} En promedio, solo el 25% de las células sobrevivieron al tratamiento ácido, pero más del 50% de las que sobrevivieron se convirtieron en células pluripotentes Oct4-GFP ⁺ CD45 ^{− . [6]} Los investigadores también afirmaron que el tratamiento con toxinas bacterianas o estrés físico fueron propicios para la adquisición de marcadores pluripotentes. ^[1] Las células STAP inyectadas en embriones de ratón crecieron en una variedad de tejidos y órganos encontrados en todo el cuerpo. Según los investigadores, los ratones quiméricos "parecían sanos, fértiles y normales" después de uno o dos años de observación. ^[9] Además, estos ratones produjeron crías sanas, lo que demuestra la transmisión de la línea germinal, que es "un criterio estricto para la pluripotencia, así como para la normalidad genética y epigenética". ^[6]

Las células STAP supuestamente eran capaces de diferenciarse en células placentarias , lo que significa que serían más potentes que las células madre embrionarias o las células madre pluripotentes inducidas (iPS). ^[1] No estaba claro por qué las células ordinarias no se convierten en células madre cuando se someten a estímulos similares en condiciones ordinarias, como la acidez en el cuerpo; Obokata et al. sugirieron que los mecanismos inhibidores in vivo pueden bloquear la conversión a pluripotencia. ^[6] Se están realizando investigaciones para generar células de adquisición de pluripotencia desencadenadas por estímulos (STAP) utilizando tejido humano: en febrero de 2014, Charles Vacanti y Koji Kojima ( investigadores de Harvard originalmente involucrados en el descubrimiento y publicación de STAP) afirmaron tener resultados preliminares de células STAP generadas a partir de fibroblastos humanos , pero advirtieron concomitantemente que estos resultados preliminares requieren más análisis y validación. ^[10]

A principios de la década de 2000, Charles Vacanti y Martin Vacanti realizaron estudios que los llevaron a la idea de que las células madre ( células similares a esporas ) podrían recuperarse espontáneamente de tejidos ordinarios que están estresados ​​por una lesión mecánica o un aumento de la acidez. ^[11]

La técnica para producir células STAP fue estudiada posteriormente por Obokata en el Brigham and Women's Hospital (BWH), mientras estudiaba como posdoctorada con Charles Vacanti, y luego en el Centro RIKEN de Biología del Desarrollo en Japón . ^{[12] [13]} En 2008, mientras trabajaba en la Facultad de Medicina de Harvard , verificó a petición de Charles Vacanti que algunas de las células cultivadas con las que estaba trabajando se encogían al tamaño de las células madre después de ser dañadas mecánicamente en un tubo capilar . ^{[1] [9]} Continuó como se le indicó, para probar los efectos de varios estímulos en las células. Después de modificar la técnica, Obokata pudo demostrar que los glóbulos blancos de ratones recién nacidos podían transformarse en células que se comportaban de manera muy similar a las células madre. Repitió el experimento con otros tipos de células, incluidas las células cerebrales, cutáneas y musculares, con el mismo resultado. ^[9]

Al principio, los hallazgos de Obokata fueron recibidos con escepticismo, incluso entre sus compañeros de trabajo. "Todo el mundo decía que era un artefacto; hubo días realmente duros", recuerda. ^[1] El manuscrito que describía el trabajo fue rechazado varias veces antes de su publicación final como artículo (junto con una "carta" más breve escrita conjuntamente) en la revista Nature . ^[9] Una serie de experimentos, primero convirtiendo un embrión de ratón en verde mediante el marcado fluorescente de células STAP, luego grabando en vídeo la transformación de las células T en células pluripotentes, finalmente convencieron a los escépticos de que los resultados eran reales. ^[1]

En los meses posteriores a la publicación de los dos artículos de Nature ^[9] , todos los científicos que intentaron duplicar los resultados de Obokata fracasaron y surgió la sospecha de que sus resultados se debían a un error o fraude. El 15 de febrero de 2014, RIKEN inició una investigación sobre las presuntas irregularidades. Las acusaciones cuestionaban el uso de imágenes aparentemente duplicadas en los artículos y denunciaban la imposibilidad de reproducir sus resultados en otros importantes laboratorios de células madre. Nature también anunció que estaban investigando. Varios científicos de células madre defendieron a Obokata o reservaron su opinión mientras la investigación estuviera en curso. ^[14] Para abordar el problema de la reproducibilidad en otros laboratorios, Obokata publicó algunos "consejos" técnicos sobre los protocolos el 5 de marzo, al tiempo que prometía que el procedimiento detallado se publicaría a su debido tiempo. ^[15]

El 11 de marzo, Teruhiko Wakayama, uno de los coautores de Obokata, instó a todos los investigadores involucrados a retirar los artículos, citando muchos "puntos cuestionables". ^[16] Charles Vacanti dijo que se oponía a su retractación y publicó un "protocolo revisado" para crear células STAP en su propio sitio web, que fue eliminado después de que renunciara a su puesto en BWH. ^[17]

El 14 de marzo, RIKEN publicó un informe provisional de la investigación. De los seis elementos investigados, el comité concluyó que hubo un manejo inadecuado de los datos en dos de ellos, pero no juzgó que el manejo indebido fuera una mala conducta investigadora. ^[18] El 1 de abril, RIKEN concluyó que Obokata había incurrido en "mala conducta investigadora", falsificando datos en dos ocasiones. Los coautores fueron absueltos de mala conducta, pero asumieron la "grave responsabilidad" por no verificar los datos ellos mismos. RIKEN también anunció que se había creado un grupo interno para verificar si la "adquisición de pluripotencia desencadenada por estímulos" es reproducible. ^[19] Obokata mantuvo su inocencia y dijo que apelaría la decisión. ^[3] El 4 de junio de 2014, Obokata aceptó retractarse tanto del artículo como de la "carta". ^[4] El artículo fue oficialmente retractado el 2 de julio de 2014. Un artículo que analizaba la controversia concluyó que, si bien era posible detectar problemas de manipulación de imágenes, duplicación y plagio, los revisores no podían haber concluido que el artículo era producto de mala conducta académica antes de su aceptación. ^[20]

A raíz de la controversia, observadores, periodistas y ex miembros de RIKEN han declarado que la organización está plagada de rigor y consistencia científica poco profesionales e inadecuados, y que esto es un reflejo de graves problemas con la investigación científica en Japón en general. ^{[21] [22]}

RIKEN encargó a un equipo de científicos que intentara verificar los resultados originales de Obokata y le pidió a Obokata que participara en el esfuerzo. El 5 de agosto de 2014, el supervisor de Obokata y coautor del artículo original, Yoshiki Sasai , fue descubierto muerto por aparente suicidio ahorcándose en un edificio en las instalaciones de RIKEN en Kobe, Japón. ^[23] El 24 de septiembre de 2015, los científicos de RIKEN informaron que las células STAP de Obokata provenían de contaminación de células madre embrionarias, ^[24] mientras que el mismo día, los grupos de investigación que habían intentado reproducir el protocolo STAP informaron conjuntamente que lo habían encontrado irreproducible. ^{[25] [26]}

Si los hallazgos hubieran resultado válidos, las células pluripotenciales activadas por estímulos podrían haberse generado de manera más fácil y eficiente que con las técnicas de iPS existentes. ^[1] Adaptada al tejido humano, la técnica podría haber llevado a procedimientos baratos y simples para crear células madre específicas para el paciente. El investigador de células madre Dusko Ilic del King's College de Londres calificó las células STAP como "un descubrimiento científico importante que abrirá una nueva era en la biología de las células madre". ^[9] Shinya Yamanaka , un pionero de la investigación de iPS, calificó los hallazgos como "importantes para comprender la reprogramación nuclear ... [y] un nuevo enfoque para generar células similares a las iPS". ^[1] La idea de que las células STAP pueden formar tejido placentario significaba que podrían haber facilitado considerablemente la clonación al evitar la necesidad de un óvulo de donante y el cultivo in vitro . ^[1]

Una forma anterior de crear células madre era mediante la manipulación genética de células adultas para convertirlas en células iPS. El progreso en las terapias basadas en iPS ha sido lento debido a los obstáculos regulatorios que rodean la manipulación genética. ^[9] Además, las técnicas iPS tienen una eficiencia observada de alrededor del 1%, significativamente menor que la eficiencia declarada de STAP. ^[1]

• Células madre inducidas
• Celda de musa
• Controversia sobre las células madre
• Masayuki Yamato

• Baumann, Kim (2014). "Células madre: reprogramación con pH bajo". Nature Reviews Molecular Cell Biology . 15 (3): 149. doi : 10.1038/nrm3754 . ISSN  1471-0072. PMID  24518367.
• Obokata, Haruko; Sasai, Yoshiki; Niwa, Hitoshi; Kadota, Mitsutaka; Andrabi, Munazah; Takata, Nozomu; Tokoro, Mikiko; Terashita, Yukari; Yonemura, Shigenobu; Vacanti, Charles A.; Wakayama, Teruhiko (29 de enero de 2014). "Potencial de desarrollo bidireccional en células reprogramadas con pluripotencia adquirida". Naturaleza . 505 (7485): 676–687. doi : 10.1038/naturaleza12969. PMID  24476891. S2CID  54564044.(Retractado, véase doi :10.1038/nature13599, PMID  24990752, Retraction Watch)
• Actualización sobre los artículos sobre células STAP. 6 de marzo de 2014
• "El ascenso y la caída de STAP". Naturaleza .
• "La prueba de estrés". The New Yorker .

• PÁGINA DE ESPERANZA DE STAP Archivado el 31 de marzo de 2016 en Wayback Machine por Haruko Obokata, 25 de marzo de 2016
• El estrés convierte a las células ordinarias en pluripotentes Comunicado de prensa en RIKEN con vídeos.