Un equipo de investigadores logran reprogramar células de la piel humanas directamente en neuronas espinosas medianas, un tipo de neuronas implicadas en estos trastornos.
Hasta ahora para reprogramar unas células y convertirlas en otras había que hacer un camino con pasos intermedios. Pero ahora un equipo de científicos ha descrito una forma de convertir directamente las células de piel humana en un tipo específico de célula del cerebro afectada por la enfermedad de Huntington, un trastorno neurodegenerativo fatal. A diferencia de otras técnicas que convierten un tipo de célula a otro, este nuevo proceso no pasa por una fase intermedia de células madre, evitando así la producción de otros tipos de células, informan los autores del estudio en la revista «Neuron».
Los investigadores de la Escuela Universitaria de Medicina de Washington en St. Louis (EE.UU.) han demostrado que las nuevas células convertidas sobrevivieron al menos seis meses después de su inyección en el cerebro de los ratones y se comportaron de manera similar a las células nativas en el cerebro. «No solo las células trasplantadas sobrevivieron en el cerebro del ratón, sino que también mostraron propiedades funcionales similares a las de las nativas», explica el autor principal, Andrew S. Yoo.
Lo que han fabricado en el laborarorio es un tipo específico de células cerebrales llamadas 'neuronas espinosas medianas', que son importantes para controlar el movimiento. Son las principales células afectadas en la enfermedad de Huntington, un trastorno genético heredado que causa movimientos involuntarios de los músculos y el deterioro cognitivo general. Los pacientes viven alrededor de 20 años después de la aparición de los síntomas, y su calidad de vida empeora progresivamente.
El equipo a utilizado células humanas adultas de la piel, en lugar de células de ratón, más estudiadas, o de células humanas en una etapa más temprana de desarrollo. En lo que respecta a posibles futuras terapias, la capacidad de convertir células humanas adultas presenta la posibilidad de usar las propias células de la piel de un paciente, que son fácilmente accesibles y no serán rechazadas por el sistema inmune.
Para reprogramar estas células Yoo y su equipo pusieron las células de la piel en un entorno que imita el ambiente de las células cerebrales. Los expertos sabían por trabajos anteriores que la exposición a dos pequeñas moléculas de ARN podría convertir las células de la piel en una mezcla de distintos tipos de neuronas.
En una célula de la piel, explican los científicos, las instrucciones de ADN para convertirse en una célula cerebral, o cualquier otro tipo de célula, están herméticamente empaquetadas y sin usar. En una investigación previa publicada en la revista «Nature», este equipo ya había mostrado que la exposición a dos microARN -miR-9 y miR-124- modificaba la maquinaria que gobierna el empaquetamiento del ADN. Aunque los investigadores todavía tienen que desentrañar los detalles de este complejo proceso, estos microARNs parecen estar abriendo las secciones herméticamente empaquetadas de ADN importante para que las células se conviertan en células del cerebro, permitiendo la expresión de los genes que regulan el desarrollo y la función de las neuronas.
Andrew Yoo, Michelle Richner y Matheus Victor, autores del trabajo
Sabiendo que la exposición a estos microRNAs podría cambiar las células de la piel en una mezcla de neuronas, los investigadores comenzaron a refinar las señales químicas y a exponer a las células a moléculas adicionales, llamados factores de transcripción, que sabían que estaban presentes en la parte del cerebro donde las 'neuronas espinosas medianas' son comunes. «Creemos que los microRNAs son los que realmente hacen el trabajo más importante -asegura Matheus B. Victor-. Hacen que las células de la piel se conviertan en neuronas, mientras que los factores de transcripción que añadimos guían las células de la piel para convertirse en un subtipo específico, en este caso las neuronas espinosas medianas. Pensamos -añade- que podríamos producir diferentes tipos de neuronas al cambiar distintos factores de transcripción».
Los investigadores han llevado a cabo pruebas para demostrar que las nuevas células cerebrales recién convertidas son y se comportan como neuronas espinosas medianas nativas. Así han visto que expresan genes específicos de las neuronas espinosas medias y no para otros tipos de neuronas. Y cuando se trasplantan en el cerebro del ratón poseen propiedades morfológicas y funcionales similares a las neuronas nativas.
Para estudiar las propiedades celulares asociadas con la enfermedad, los investigadores están obteniendo células de la piel de pacientes con enfermedad de Huntington y reprogramándolas en neuronas espinosas medianas utilizando el enfoque. También planean inyectar células humanas reprogramadas sanas en ratones con un modelo de la enfermedad de Huntington para ver si tiene algún efecto sobre los síntomas.
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