En un descubrimiento fortuito, científicos del Instituto de Investigación Scripps (TSRI), en La Jolla, California (Estados Unidos) han encontrado una manera de convertir las células madre de médula ósea directamente en células cerebrales, según los resultados de su investigación, publicados en 'Proceedings of the National Academy of Sciences'.
"Estos resultados ponen de manifiesto el potencial de los anticuerpos como manipuladores versátiles de las funciones celulares", destacó Richard A. Lerner, profesor de Inmunoquímica en la Fundación Lita Annenberg Hazen, en Nueva York (Estados Unidos), profesor en el Instituto del Departamento de Biología Celular y Molecular en TSRI, e investigador principal del nuevo estudio. "Esto está muy lejos de los anticuerpos en el modo en que solían ser considerados, como moléculas que se seleccionaron sólo para la función vinculante", añade.
Los investigadores descubrieron el método en la búsqueda de anticuerpos cultivados en laboratorio que puedan activar un receptor que estimule el crecimiento de células de la médula. Un anticuerpo activa el receptor de una manera que induce a las células madre de la médula, que normalmente se desarrollan en las células blancas de la sangre, a convertirse en células progenitoras neurales, un tipo de célula cerebral casi madura.
Los anticuerpos naturales son proteínas grandes, en forma de Y, producidas por las células inmunes, y, colectivamente, son lo suficientemente diversas como para reconocer sobre 100.000 millones de formas distintas de virus, bacterias y otros objetivos. Desde la década de 1980, los biólogos moleculares han sabido producir anticuerpos en cultivos celulares en el laboratorio, lo que les ha permitido empezar a usar este vasto conjunto de herramientas para hacer sondas científicas, así como diagnósticos y terapias contra el cáncer, la artritis, el rechazo de trasplantes, infecciones virales y otras enfermedades.
A finales de 1980, Lerner y sus colegas del TSRI ayudaron a inventar las primeras técnicas para generar grandes "bibliotecas" de anticuerpos distintos y con rapidez determinar cuál de ellos podría unirse a un objetivo deseado. Así, el anticuerpo anti-inflamatorio 'Humira', ahora uno de los medicamentos más vendidos en el mundo, fue descubierto con esta tecnología.
El año pasado, en un estudio liderado por el investigador asociado del TSRI Hongkai Zhang, el laboratorio de Lerner ideó una nueva técnica para el descubrimiento de anticuerpos que se producen en células de mamíferos, junto con los receptores u otras moléculas diana de interés. La técnica permite a los investigadores determinar rápidamente no sólo que los anticuerpos se unen en una colección a un receptor dado, por ejemplo, sino también cuáles activan el receptor y por lo tanto alteran la función celular.
Para el nuevo estudio, los científicos modificaron la nueva técnica para que las proteínas de los anticuerpos producidos en una célula dada se anclen físicamente a la membrana externa de la célula, cerca de sus receptores diana. "Limitando la actividad de un anticuerpo a la célula en la que se produce nos permite utilizar colecciones de anticuerpos para la pantalla más grande y estos anticuerpos más rápidamente para una actividad específica", dijo Xie.
En una primera prueba, Xie utilizó el nuevo método para la detección de anticuerpos que podrían activar G-CSF, un receptor de factor de crecimiento que se encuentra en células de médula ósea y otros tipos celulares. Medicamentos que imitan GCSF estaban entre los más vendidos de los primeros biotecnológicos debido a su capacidad para estimular el crecimiento de células blancas de la sangre, que contrarresta el efecto supresor de la médula secundaria de la quimioterapia contra el cáncer.
El equipo aisló pronto un tipo de anticuerpo o "clon" que podría activar el receptor de G-CSF y estimular el crecimiento de células de ensayo y probó una versión soluble sin anclar de este anticuerpo en los cultivos de células madre de la médula ósea de voluntarios humanos. La proteína G-CSF estimuló estas células madre para proliferar e iniciar la maduración hacia células blancas de la sangre de adultos, mientras el anticuerpo que imita GCSF tuvo un efecto marcadamente diferente.
"Las células proliferaron, pero también comenzaron a ser alargadas y delgadas y se unieron a la parte inferior" recuerda Xie, a lo que Lerner añade que las células eran una reminiscencia de células progenitoras neurales, lo que confirmaron las pruebas de marcadores de células neuronales. Cambiar las células de linaje óseo en células de linaje neuronal, un cambio de identidad directa denominado "transdiferenciación", con sólo pulsar un receptor es un logro notable.
"Hasta donde yo sé, nadie ha logrado jamás una transdiferenciación utilizando una sola proteína, una proteína que potencialmente podría ser utilizada como agente terapéutico", subrayó Lerner. Los métodos de terapia celular actuales suelen asumir que las células de un paciente se recogerán, reprogramarán y se multiplicarán en una placa de laboratorio antes de ser reintroducidas en el paciente.
En principio, según Lerner, un anticuerpo como el que estos expertos han descubierto podría ser inyectado directamente en el torrente sanguíneo de un paciente enfermo y desde ahí, debería encontrar su camino hacia la médula ósea, y, por ejemplo, convertir algunas células madre de la médula en células progenitoras neurales. "Los progenitores neurales podrían infiltrarse en el cerebro, encontrar áreas dañadas y ayudar a repararlas", destacó.
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