Los resultados de una investigación llevada a cabo por científicos de la Universidad de Rochester (EEUU) han demostrado que la reprogramación de células de la piel para convertirlas en determinadas células del cerebro podría ayudar a curar los trastornos de la producción de mielina. Estos trastornos pueden provocar graves enfermedades, como la esclerosis múltiple o las leucodistrofias. El procedimiento comenzará a probarse en un futuro próximo en ensayos clínicos con humanos.
Los resultados de un estudio, publicados por la revista Cell Stem Cell, han demostrado que células del cerebro humano desarrolladas a partir de la reprogramación de células de la piel podrían ser muy eficaces para el tratamiento de trastornos de la producción de mielina que provocan enfermedades como la esclerosis múltiple (EM) o las leucodistrofias pediátricas.
Esta investigación constituye el primer intento exitoso de emplear las llamadas células madre pluripotentes inducidas (iPS) para producir una población de células clave en la señalización neuronal del cerebro.
En este caso, los investigadores utilizaron células desarrolladas a partir de piel humana y las trasplantaron en animales con dichos trastornos.
"Este estudio señala la utilidad de las iPS como fuente viable y eficaz de células para el tratamiento de trastornos de la producción de mielina", ha afirmado Steven Goldman, neurólogo del Centro Médico de la Universidad de Rochester (URMC) y autor principal del estudio, en un comunicado del URMC: "De hecho, parece que las células derivadas de esta fuente son al menos tan eficaces como las células madre embrionarias o de tejidos específicos".
El descubrimiento abre la puerta a nuevos tratamientos con células iPS para enfermedades neurológicas caracterizadas por la pérdida de una población celular específica en el sistema nervioso.
La mielina es un tejido graso que envuelve las conexiones entre células nerviosas y asegura la transmisión nítida de las señales entre una célula y otra. Cuando este tejido se daña, la comunicación entre las células puede verse alterada e incluso perderse.
El trastorno de la producción de mielina más común es la esclerosis múltiple, una enfermedad que provoca que el organismo ataque a su propio sistema inmunológico y destruye la mielina. Los síntomas de la EM son una movilidad reducida e invalidez en los casos más severos.
Pero la pérdida de mielina es también el sello distintivo de una familia de enfermedades graves y a menudo mortales conocidas como leucodistrofias pediátricas. Aunque a nivel individual estos trastornos son muy raros, en conjunto afectan cada año a varios miles de niños nacidos en Estados Unidos. Estas enfermedades se manifiestan fundamentalmente por alteraciones motoras y visuales.
La mielina del cerebro y de la médula espinal es generada por unas células llamadas oligodendrocitos. Los oligodendrocitos a su vez son producidos por otras células, las precursoras de oligodendrocitos.
Los trastornos de la producción de mielina han sido considerados un blanco potencial de las terapias celulares. Los científicos han creído desde hace tiempo que si pudiesen trasplantarse precursoras de oligodendrocitos sanas en el cerebro de enfermos o lesionados, estas células podrían producir nuevos oligodendrocitos capaces de restaurar la mielina perdida, invirtiendo así el daño causado por este tipo de enfermedades.
Sin embargo, varios obstáculos han frustrado hasta ahora a los científicos en este camino. Uno de los obstáculos principales ha sido que las células precursoras de oligodendrocitos son células maduras del sistema nervioso central y aparecen tardíamente en el desarrollo.
"En comparación con las neuronas, que están entre las células que primero se forman en el proceso de desarrollo humano, en el desarrollo de las precursoras de oligodendrocitos se dan más etapas y muchos pasos", explica Goldman. Por eso, "este proceso requiere que comprendamos la biología básica y el desarrollo normal de estas células, para poder reproducir en el laboratorio la misma secuencia con precisión”, añade el científico.
Otro reto ha sido la identificación de la fuente ideal de estas células. Gran parte de la investigación en este campo se ha centrado en células derivadas de células madre específicas embrionarias o de tejido. Pero estas fuentes no se consideran ideales para satisfacer una gran demanda, si alguna vez se generalizan las terapias celulares.
El descubrimiento en 2007 de que las células humanas de la piel podían ser "reprogramadas" para devolverlas al estado biológico equivalente de una célula madre embrionaria –las llamadas células madre pluripotentes inducidas- ha supuesto un paso adelante en este sentido.
Debido a que estas células – creadas a partir de la propia piel del destinatario – tendrían una total coincidencia genética con el paciente, la probabilidad de rechazo en el trasplante quedaría disminuida significativamente. Estas células, además, prometen convertirse en una fuente abundante de material, si se extiende la aplicación de las terapias celulares.
El equipo de Goldman ha sido el primero en dominar con éxito el complejo proceso de la utilización de las iPS para crear células precursoras de oligodendrocitos. Este proceso ha llevado mucho tiempo.
El laboratorio de Goldman ha tardado cuatro años en establecer la señalización química exacta necesaria para reprogramar y producir células precursoras de oligodendrocitos en cantidad suficiente para un trasplante. Además, se requiere de casi seis meses desde el estadio inicial de una célula de la piel hasta el desarrollo de una población de células productoras de mielina trasplantable.
Una vez que consiguieron identificar y purificar las células precursoras de oligodendrocitos, los científicos evaluaron la capacidad de estas células para producir nueva mielina. Estas pruebas fueron realizadas con ratones con una leucodistrofia hereditaria que les hacía genéticamente incapaces de producir mielina.
Las pruebas constataron que las células precursoras de oligodendrocitos se extendieron por todo el cerebro y comenzaron a producir mielina. Estas células, de hecho, fueron más rápidas y eficientes en este sentido que otras células derivadas de tejido anteriormente probados.
Otro resultado positivo de los experimentos fue que los animales sometidos al estudio no desarrollaron ningún tumor, que es uno de los temidos efectos secundarios de algunas terapias con células madre. Por último, estos animales sobrevivieron significativamente más tiempo que los ratones no tratados.
"La nueva población de células precursoras de oligodendrocitos y de oligodendrocitos fue densa, abundante y completa", explica Goldman. "De hecho, el proceso de re-mielinización resultó en este caso más rápido y eficaz que con otras fuentes de células."
El siguiente paso en el estudio del procedimiento –las pruebas clínicas – podría no estar muy lejos. Goldman, junto con un equipo de investigadores y médicos de Rochester, Syracuse y Buffalo, están preparando ya un ensayo clínico con células precursoras de oligodendrocitos para tratar la esclerosis múltiple.
Referencia bibliográfica:
Su Wang, Janna Bates, Xiaojie Li, Steven Schanz, Devin Chandler-Militello, Corri Levine, Nimet Maherali, Lorenz Studer, Konrad Hochedlinger, Martha Windrem, Steven A. Goldman. Human iPSC-Derived Oligodendrocyte Progenitor Cells Can Myelinate and Rescue a Mouse Model of Congenital Hypomyelination. Cell Stem Cell (2013). DOI: 10.1016/j.stem.2012.12.002.
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