Convierten células de la piel en precursores neuronales sin pasar por la etapa de células madre
(02/02/2012) - E.P.
Las nuevas células ofrecen una ventaja sobre las neuronas ya que pueden ser cultivadas en grandes cantidades en el laboratorio, una característica crítica para su utilidad a largo plazo en la prueba de fármacos o en trasplantes
Las células de piel se pueden convertir directamente en células del sistema nervioso, según un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford (en EE.UU.). El nuevo hallazgo, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, es la extensión de un estudio previo, realizado por el mismo grupo, que mostró que las células de piel humana y de ratón se pueden convertir directamente en neuronas funcionales.
Los múltiples éxitos del método de conversión directa pueden refutar la idea de que la pluripotencia es necesaria para que un tipo de célula se transforme en otro. En conjunto, los resultados plantean la posibilidad de que la investigación con células madre embrionarias, y con la técnica llamada pluripotencia inducida, podrían ser sustituidas por una forma más directa de generar tipos específicos de células.
Este nuevo estudio, es un avance sustancial de un artículo anterior, ya que logró transformar las células de la piel en células precursoras neuronales, diferentes de las neuronas. Las células precursoras neuronales pueden diferenciarse en neuronas, pero también pueden convertirse en los otros dos tipos principales de células en el sistema nervioso: astrocitos y oligodendrocitos.
Además de su mayor versatilidad, las nuevas células precursoras neurales ofrecen otra ventaja sobre las neuronas, ya que pueden ser cultivadas en grandes cantidades en el laboratorio.
En el estudio, el cambio de células de la piel a células precursoras neuronales se produjo con una alta eficiencia, en un período de unas tres semanas, después de la adición de sólo tres factores de transcripción. El hallazgo implica que algún día podría ser posible generar una variedad de células del sistema nervioso para su trasplante en pacientes humanos.
Según afirma Marius Wernig, profesor asistente de Patología y miembro del Instituto para Biología de Células Troncales y Medicina Regenerativa de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford, "hemos demostrado que las células pueden integrarse en el cerebro de un modelo experimental y producir una proteína importante para la conducción de la señal eléctrica de las neuronas. Esto es importante porque el modelo que utilizamos imita a la de una enfermedad del cerebro humano".
Aunque muchas investigaciones se ha dedicado a aprovechar la pluripotencialidad de las células madre embrionarias, obtener estas células de un embrión y luego implantarlas en un paciente podría ser difícil, debido a que no se corresponderían genéticamente. Una técnica alternativa consiste en un concepto llamado pluripotencialidad inducida, descrito por primera vez en 2006. En este enfoque, se añaden factores de transcripción a las células especializadas, para llevarlas, a lo largo de la línea de tiempo del desarrollo, a un estado indiferenciado de células madre; estas células iPS, se cultivan entonces en condiciones que las inducen a especializarse en diferentes tipos de células.
La investigación del laboratorio de Wernig, a principios de 2010, mostró que era posible convertir directamente un tipo de célula a otro con la aplicación de factores de transcripción especializados, un proceso conocido como transdiferenciación.
Wernig y sus colaboradores convirtieron células de la piel de un modelo experimental adulto en neuronas funcionales, y luego repitieron la hazaña con células humanas. Posteriormente, en 2011, demostraron que también puede convertir, directamente, células del hígado en células neuronales.
La demostración del doctor Wernig de que los fibroblastos se pueden convertir en células nerviosas funcionales abre la puerta a considerar nuevas formas de regenerar neuronas dañadas usando las células que rodean el área de la lesión, afirma el cardiólogo pediátrico Deepak Srivastava, quien añade que el estudio también sugiere que las células pueden ser capaces de transdiferenciarse en otros tipos celulares. Srivastava, que dirige la investigación cardiovascular en los Institutos Gladstone de la Universidad de California, en San Francisco, transdiferenció, en 2010, fibroblastos de corazón en células del músculo cardíaco.
La conversión directa tiene una serie de ventajas, afirma el primer autor del artículo, ya que se produce con alta eficiencia, y genera una población bastante homogénea de células. En contraste, las células derivadas de células iPS deben ser cuidadosamente seleccionadas para eliminar cualquier resto de célula pluripotencial o células que puedan diferenciarse en otros tipos diferentes (las células pluripotentes pueden causar cáncer cuando se trasplantan en animales o humanos).
Los científicos están trabajando actualmente para replicar el trabajo con células de la piel de modelos experimentales adultos y seres humanos, aunque destacan que se necesita mucha más investigación antes de que puedan llevarse a cabo experimentos de trasplantes humano.
Los múltiples éxitos del método de conversión directa pueden refutar la idea de que la pluripotencia es necesaria para que un tipo de célula se transforme en otro. En conjunto, los resultados plantean la posibilidad de que la investigación con células madre embrionarias, y con la técnica llamada pluripotencia inducida, podrían ser sustituidas por una forma más directa de generar tipos específicos de células.
Este nuevo estudio, es un avance sustancial de un artículo anterior, ya que logró transformar las células de la piel en células precursoras neuronales, diferentes de las neuronas. Las células precursoras neuronales pueden diferenciarse en neuronas, pero también pueden convertirse en los otros dos tipos principales de células en el sistema nervioso: astrocitos y oligodendrocitos.
Además de su mayor versatilidad, las nuevas células precursoras neurales ofrecen otra ventaja sobre las neuronas, ya que pueden ser cultivadas en grandes cantidades en el laboratorio.
En el estudio, el cambio de células de la piel a células precursoras neuronales se produjo con una alta eficiencia, en un período de unas tres semanas, después de la adición de sólo tres factores de transcripción. El hallazgo implica que algún día podría ser posible generar una variedad de células del sistema nervioso para su trasplante en pacientes humanos.
Según afirma Marius Wernig, profesor asistente de Patología y miembro del Instituto para Biología de Células Troncales y Medicina Regenerativa de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford, "hemos demostrado que las células pueden integrarse en el cerebro de un modelo experimental y producir una proteína importante para la conducción de la señal eléctrica de las neuronas. Esto es importante porque el modelo que utilizamos imita a la de una enfermedad del cerebro humano".
Aunque muchas investigaciones se ha dedicado a aprovechar la pluripotencialidad de las células madre embrionarias, obtener estas células de un embrión y luego implantarlas en un paciente podría ser difícil, debido a que no se corresponderían genéticamente. Una técnica alternativa consiste en un concepto llamado pluripotencialidad inducida, descrito por primera vez en 2006. En este enfoque, se añaden factores de transcripción a las células especializadas, para llevarlas, a lo largo de la línea de tiempo del desarrollo, a un estado indiferenciado de células madre; estas células iPS, se cultivan entonces en condiciones que las inducen a especializarse en diferentes tipos de células.
La investigación del laboratorio de Wernig, a principios de 2010, mostró que era posible convertir directamente un tipo de célula a otro con la aplicación de factores de transcripción especializados, un proceso conocido como transdiferenciación.
Wernig y sus colaboradores convirtieron células de la piel de un modelo experimental adulto en neuronas funcionales, y luego repitieron la hazaña con células humanas. Posteriormente, en 2011, demostraron que también puede convertir, directamente, células del hígado en células neuronales.
La demostración del doctor Wernig de que los fibroblastos se pueden convertir en células nerviosas funcionales abre la puerta a considerar nuevas formas de regenerar neuronas dañadas usando las células que rodean el área de la lesión, afirma el cardiólogo pediátrico Deepak Srivastava, quien añade que el estudio también sugiere que las células pueden ser capaces de transdiferenciarse en otros tipos celulares. Srivastava, que dirige la investigación cardiovascular en los Institutos Gladstone de la Universidad de California, en San Francisco, transdiferenció, en 2010, fibroblastos de corazón en células del músculo cardíaco.
La conversión directa tiene una serie de ventajas, afirma el primer autor del artículo, ya que se produce con alta eficiencia, y genera una población bastante homogénea de células. En contraste, las células derivadas de células iPS deben ser cuidadosamente seleccionadas para eliminar cualquier resto de célula pluripotencial o células que puedan diferenciarse en otros tipos diferentes (las células pluripotentes pueden causar cáncer cuando se trasplantan en animales o humanos).
Los científicos están trabajando actualmente para replicar el trabajo con células de la piel de modelos experimentales adultos y seres humanos, aunque destacan que se necesita mucha más investigación antes de que puedan llevarse a cabo experimentos de trasplantes humano.
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