El proyecto del mamut lanudo de Colossal avanza a medida que las iPSC de elefantes alcanzan hitos

Colossal Biosciences crea tecnologías para restaurar especies, proteger especies en peligro crítico de extinción y repoblar ecosistemas críticos que apoyan la continuación de la vida en la Tierra. La empresa con sede en Texas es la primera en aplicar la tecnología CRISPR con fines de extinción de especies.

Ahora, la compañía ha anunciado la finalización de uno de los principales hitos de su proyecto de mamut lanudo al reprogramar con éxito las iPSC (células madre pluripotentes inducidas) de elefante.

“En el pasado, varios intentos de generar iPSC a partir de elefantes no han dado resultado. Los elefantes son una especie muy especial y apenas hemos comenzado a rascar la superficie de su biología fundamental”, compartió Eriona Hysolli, PhD, jefa de ciencias biológicas de Colossal Biosciences.

Los factores de Yamanaka, dilucidados por primera vez en 2006, son factores de transcripción que reprograman las células para inducir células madre pluripotentes. Se han utilizado para derivar iPSC en ratones y otras especies como humanos, caballos, cerdos, ganado vacuno, conejos, monos, grandes felinos, rinocerontes e iPSC de especies de aves. Aunque el protocolo de reprogramación es relativamente universal entre especies, se requieren ajustes específicos para cada especie. Sin embargo, las iPSC de elefante siguen siendo difíciles de alcanzar.

«Los elefantes pueden llevarse el premio por ser los 'más difíciles de reprogramar'», señaló George Church, PhD, profesor de la Facultad de Medicina de Harvard y cofundador de Colossal, «pero aprender a hacerlo de todos modos ayudará a muchos otros estudios, especialmente sobre especies amenazadas». con extinción. Este hito nos brinda información sobre la biología del desarrollo y el equilibrio entre la senescencia y el cáncer. Abre la puerta a la obtención de gametos y otros tipos de células sin cirugía en animales preciosos. Esto abre la puerta al establecimiento de conexiones entre genes y rasgos de parientes modernos y extintos, incluida la resistencia a patógenos y extremos ambientales”.

Utilizando los primeros medios de inducción basados ​​en químicos, seguidos de la adición de los factores de transcripción Oct4, Sox2, Klf4, Myc +/- Nanog y Lin28, y la supresión de la vía p53, el equipo logró la reprogramación más exitosa de iPSC de elefante hasta la fecha. entonces.

El enfoque difiere de otros protocolos de reprogramación más estandarizados para otras especies debido, en parte, a las complejidades de la vía TP53 en los elefantes, ya que su genoma contiene hasta 19 copias de retrogenes TP53. TP53 es un gen central utilizado por la célula para regular cuidadosamente su crecimiento para no volverse canceroso. Además, la reprogramación, que en sí misma es bastante larga e ineficiente para las especies de mamíferos superiores, lleva más tiempo para los elefantes. Pero las células iPSC exitosas ahora expresan múltiples factores de pluripotencia centrales y pueden diferenciarse en las tres capas germinales que luego dan lugar a cada tipo de célula en el cuerpo.

Estas células iPSC recientemente reprogramadas se validaron mediante inmunotinción, PCR de marcadores de pluripotencia y diferenciación, análisis transcriptómico, cuerpos embrioides y formación de teratoma. Además, estas células se pueden multiplexar, editar y diferenciar para estudiar rasgos de adaptación al frío, como el crecimiento del cabello lanoso y el almacenamiento de grasa en modelos celulares y organoides.

Este trabajo fue publicado en bioRxiv y enviado a una revista de revisión por pares.

Es necesario trabajar más, señaló la empresa, pero este anuncio marca los primeros pasos exitosos. El equipo de células madre gigantes se centra ahora en seguir madurando estas células y en aplicar estrategias adicionales de generación de iPSC que hasta ahora también han tenido éxito.

“Estamos muy entusiasmados de utilizar las células que desarrollamos para cultivar gametos de elefante en un plato. Si bien los elefantes han sido una especie desafiante, esta ha sido una oportunidad increíblemente única, con mucho que aprender y compartir ahora y en el futuro cercano”, compartió Evan Appleton, PhD, líder del equipo Colossal.

El equipo también está trabajando para establecer un mecanismo que podría explicar por qué la reprogramación de células de elefante ha sido un desafío. Hacerlo es fundamental para obtener iPSC más rápidamente y lograr una diferenciación de tres linajes más avanzada, particularmente la gametogénesis in vitro, que es crucial para probar todo el potencial de las iPSC.

Una vez que las iPSC puedan usarse para establecer un modelo para embriones de elefante sintéticos, también serán esenciales para comprender el largo y complejo ciclo del desarrollo y la gestación del elefante (y, por asociación, del mamut). Esto será fundamental para los esfuerzos colosales de recuperación de la naturaleza, que dependen en gran medida del aprovechamiento del desarrollo ex útero para la preservación y restauración de especies. Todos estos desarrollos científicos tienen posibilidades de extensión a todo el campo de la biología del desarrollo, que tienen ramificaciones mucho más allá de los proyectos colosales actuales.

«Esta colaboración ha sido un verdadero placer y un acelerador colosal para nuestro desafiante proyecto», señaló Church.