Aceleran el envejecimiento en células madre para estudiar enfermedades relacionadas con la edad

12/12/2013 - E.P.

Las células madre son prometedoras en la comprensión y estudio de tratamientos para enfermedades neurodegenerativas pero hasta ahora no han logrado modelar con precisión los trastornos que aparecen con el envejecimiento

Un estudio publicado en la revista Cell Stem Cell revela un nuevo método para convertir las células madre pluripotentes inducidas (iPSC) en células nerviosas que recapitulan las características asociadas con el envejecimiento, así como la enfermedad de Parkinson.
El enfoque, que consiste en exponer las células derivadas de iPSC a una proteína asociada con el envejecimiento prematuro, la progerina, podría permitir a los científicos utilizar células madre para modelar una serie de trastornos de aparición tardía, abriendo nuevas vías para la prevención y el tratamiento de estas enfermedades degenerativas.
"Con las técnicas actuales, no es posible hacer crecer células derivadas de células madre pluripotentes de 60 o más años para modelar una enfermedad de aparición tardía", dice el autor del estudio, Lorenz Studer, del Instituto Sloan Kettering para la Investigación del Cáncer, en Nueva York, Estados Unidos. "Ahora, con el envejecimiento inducido por progerina, podemos acelerar este proceso a un periodo de unos pocos días o semanas. Esto debería simplificar en gran medida el estudio de muchas enfermedades de aparición tardía que son de gran carga para nuestra sociedad que envejece", añade.
Modelar la enfermedad de un paciente específico en el laboratorio es posible con los enfoques de iPSC, que implican tomar células de la piel de los pacientes y reprogramar las células madres similares a las embrionarias, capaces de transformarse en otros tipos de células relevantes de la enfermedad, como las neuronas o las células sanguíneas.
Pero las células derivadas de iPSC son inmaduras y, a menudo, tardan meses en ser funcionales, como el lento desarrollo del embrión humano, por lo que las células derivadas de iPSC son demasiado jóvenes para modelar enfermedades que emergen tarde en la vida.
Para superar este obstáculo, Studer y su equipo expusieron células de la piel y neuronas derivadas de iPSC procedentes de donantes jóvenes y viejos a progerina. Tras la exposición a corto plazo a esta proteína, estas células mostraron los marcadores asociados con la edad que normalmente están presentes en las células viejas.
Luego, los investigadores usaron tecnología de iPSC para reprogramar células de la piel tomadas de pacientes con enfermedad de Parkinson y convirtieron las células madre en el tipo de neurona que está defectuosa en estos pacientes. Después de exponerlas a la progerina, estas neuronas recapitulan las características relacionadas con la enfermedad, incluyendo la degeneración neuronal y la muerte celular, así como defectos mitocondriales.
"Pudimos observar nuevos fenotipos relacionados con la enfermedad que no pudieron ser modelados en los esfuerzos anteriores del estudio de la enfermedad de Parkinson in vitro, dice la primera autora, Justine Miller, del Instituto Sloan Kettering para la Investigación del Cáncer. Esperamos que la estrategia permita estudios sobre el mecanismo que podría explicar por qué la enfermedad es de aparición tardía. También pensamos que podría permitir una plataforma de cribado más relevante para el desarrollo de nuevos fármacos contra enfermedades de aparición tardía y prevenir la degeneración".