Transdiferenciación de fibroblastos a hepatocitos mediante reprogramación celular : papel de Gata4 en el bloqueo de la reprogramación de células somáticas

En esta tesis doctoral se muestra la conversión directa de fibroblastos embrionarios de ratón a células con morfología y fenotipo similares al hepatocito mediante la expresión retroviral de seis factores de transcripción hepáticos, Hhex, Gata4, Foxa2, HNF4α HNF1α y HNF6. Los fibroblastos infectados mantenidos durante 3-4 semanas en cultivo adquieren una morfología epitelial y expresan genes típicamente hepáticos como Albumina, Cyp7a1, Tat o Slc10a1 a niveles próximos al hepatocito. Durante la manipulación de los fibroblastos mediante la expresión de los factores de transcripción ya mencionados, observamos que el factor de transcripción Gata4 es capaz de bloquear la reprogramación a células pluripotentes inducidas. La expresión de Gata4 junto con los factores de reprogramación a pluripotencia, Oct4, Klf4, Sox2 y c-Myc, impide la inducción de Nanog en los fibroblastos en reprogramación. La ausencia de Nanog conlleva la imposibilidad de transitar desde la fase de iniciación a la fase de maduración de la reprogramación. En esta tesis describimos como Gata4 es capaz de unirse directamente a un regulador distal (ECR IV) del gen Nanog e inhibir su transcripción, causando un bloqueo permanente en la reprogramación a pluripotencia. Los resultados de esta tesis no solo tienen implicaciones en los estudios de la reprogramación sino también en el descifrado de las redes transcripcionales que permiten la segregación del endodermo primitivo de las células de la masa celular interna durante el desarrollo embrionario.In the current Thesis I show the direct induction of hepatocyte like (iHep) cells from mouse embryonic fibroblasts (MEF) by overexpression of lineage-specific transcription factors Hhex, Gata4, Foxa2, HNF4α HNF1α y HNF6. iHep cells show typical epithelial morphology and express hepatic genes. Somatic cells can be reprogrammed to induced-pluripotent stem (iPS) cells by ectopic expression of the four factors Oct3/4, Klf4, Sox2 and Myc. Here we investigated the role of Gata4 in the reprogramming process and present evidence for a negative role of this family of transcription factors in the induction of pluripotency blocking Nanog expression. Using comparative genomics we identified a consensus binding site for Gata factors in an evolutionary conserved region located 9 kilobases upstream of the Nanog gene. We found that Gata4 bound to this region and inhibited Nanog transcription in mouse embryonic stem (ES) cells. Overall, our results describe for first time the negative effect of Gata4 in the reprogramming of somatic cells and highlight the role of Gata factors in the transcriptional networks that control cell lineage choices in the early embryo