Al exponer las células de la piel a una combinación particular de moléculas de programación celular, los científicos lograron convertirlas en células cerebrales que se comportan como células nativas.
El estudio es inusual porque, a diferencia de muchas técnicas de conversión de células, las células no respondieron primero a una etapa de células madre – se convirtieron directamente en células del cerebro – evitando así el riesgo de producir muchos otros tipos de células.
Y el estudio es único, ya que el equipo logró reprogramar las células de la piel para convertirse en un tipo particular de célula del cerebro en lugar de una variedad de células del cerebro.
Escribiendo en la revista Neuron, los investigadores de la Escuela de Medicina de St. Louis (WUSTL), MO Universidad de Washington, informan cómo utilizaron una combinación particular de microRNAs y factores de transcripción para reprogramar las células de la piel en un tipo particular de célula del cerebro conocida como medio neuronas espinosas.
Las neuronas espinosas medianas que producen – que sobrevivieron durante al menos 6 meses después de la inyección en el cerebro de los ratones – son importantes para controlar el movimiento y son el tipo principal afectada en la enfermedad de Huntington.
La enfermedad de Huntington es una enfermedad genética hereditaria que causa movimientos involuntarios y la disminución gradual de la capacidad mental. Los pacientes con la enfermedad – que por lo general comienza en la mediana edad – pueden vivir durante 20 años después de que comienzan los síntomas, aunque éstos se hacen cada vez peor.
Células convertidas mostraron propiedades de las células nativas
El autor principal, el Dr. Andrew S. Yoo, profesor asistente de biología del desarrollo en WUSTL, dice no sólo las nuevas células sobreviven en el cerebro del ratón, pero también mostraron propiedades similares a las células nativas:
«Estas células son conocidos para extender proyecciones en ciertas regiones del cerebro. Y encontraron que las células humanas trasplantadas también conectados a estos objetivos distantes en el cerebro del ratón. Eso es un punto sobre este documento histórico.»
Debido a que utilizan células adultas humanas de la piel en el estudio – y no las células de ratón o células humanas en una fase anterior de desarrollo – el equipo cree que el trabajo muestra el potencial para el uso de las propias células de los pacientes en la medicina regenerativa. Esto es importante porque las terapias pueden utilizar células fácilmente disponibles y también evitar el problema del rechazo inmune.
Para su estudio, el Dr. Yoo y sus colegas cultivaron las células de la piel en un entorno que imita la de las células cerebrales. En trabajos anteriores, que ya habían descubierto que la exposición de células de la piel de dos pequeñas moléculas de ARN denominadas miR-9 y miR-124 puede convertirlas en diferentes tipos de células del cerebro.
A pesar de que todavía están tratando de averiguar exactamente lo que sucede, el equipo cree que las dos pequeñas moléculas de ARN abren el ADN apretada dentro de las células que mantiene las instrucciones para hacer las células del cerebro, permitiendo que los genes en particular para su desarrollo y función que estar encendido.
Habiendo demostrado que la exposición a estas pequeñas moléculas de ARN convierte células de la piel en una mezcla de las células del cerebro, el equipo comenzó a afinar las señales químicas. Lo hicieron mediante la adición de moléculas llamadas factores de transcripción que ya conocían estaban presentes en la parte del cerebro donde las neuronas espinosas medianas son abundantes.
Los factores de transcripción guían las células para convertirse en un tipo específico
Co-primer autor Matheus B. Victor, un estudiante graduado en neurociencia, dice que ellos creen que las pequeñas moléculas de ARN están «haciendo el trabajo pesado», y:
«Están cebar la células de la piel para convertirse en neuronas. Los factores de transcripción Añadimos entonces guían las células de la piel para convertirse en un subtipo específico, en este caso las neuronas espinosas medianas. Pensamos que podríamos producir diferentes tipos de neuronas cambiando diferentes factores de transcripción. «
El equipo también demostró que cuando las células de la piel están expuestos a los factores de transcripción solo, sin las pequeñas moléculas de ARN, las células de la piel no se convierten con éxito.
El equipo también llevó a cabo pruebas extensas para mostrar las nuevas células cerebrales tenían las señas de identidad de las neuronas espinosas medianas nativos. Ellos expresaron los genes correctos para su tipo específico y no expresan genes para otros tipos de neuronas.
Y, al ser implantadas en el cerebro de los ratones, las células convertidas parecían neuronas espinosas medianas nativos y se comportaban como ellos.
El equipo ahora está utilizando células de la piel de pacientes con la enfermedad de Huntington y convertirlas en neuronas espinosas medianas utilizando su nuevo enfoque. También planean inyectar las células en ratones con la enfermedad.
El estudio fue financiado por diversos organismos, incluyendo los Institutos Nacionales de Salud (NIH).
