Transformación directa de células de la piel en neuronas motoras

Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

reprogramación directa neuronas

Neuronas. Imagen cortesía de Dr. LaPadula.

Investigadores de la Universidad de Washington han conseguido transformar  directamente fibroblastos de la piel en neuronas motoras, sin pasar por un estado intermedio de célula madre.

La posibilidad de obtener una fuente ilimitada de células de una persona de la que se puedan derivar los distintos tipos celulares es una cuestión que siempre ha atraído a la comunidad científica tanto por su gran potencial para llevar cabo terapia celular como por su utilidad con fines de investigación. En 2006, un equipo de investigadores dirigido por Sinhya Yamanaka, demostró que la expresión de cuatro factores de transcripción en células adultas diferenciadas las convertía en células madre pluripotentes inducidas. Posteriormente, utilizando diferentes combinaciones de factores las células obtenidas podían reprogramarse en distintos tipos celulares. Este descubrimiento, por el que Yamanaka recibió el Premio Nobel de Medicina en 2012 abrió un  nuevo campo, todavía en desarrollo, que ha permitido mejorar el conocimiento de múltiples enfermedades humanas y plantear soluciones terapéuticas para algunas de ellas.

Para programar las células de la piel directamente en neuronas, es necesaria una transformación masiva en el patrón de genes que se están expresando y en cómo se regula esta expresión. Los investigadores de la Universidad de Washington identificaron dos microARNs, miR-9/9 y miR-124 que crean un ambiente permisivo en la cromatina e inducen los cambios en la regulación y actividad génica necesarios para producir un fenotipo neuronal en la célula.

Las neuronas que se obtenían tras el tratamiento con los microARNs mostraban la funcionabilidad y excitabilidad características de este tipo celular. Sin embargo, no manifestaban ninguna especificidad dentro de los diferentes subtipos neuronales, a pesar de que la accesibilidad de la cromatina sugería potencial para ello. Los investigadores  probaron entonces diferentes combinaciones de factores de transcripción específicos de linajes neuronales y encontraron que al añadir ISL1 y LHX3 a la mezcla de microARNs las neuronas resultantes eran neuronas motoras de la médula espinal.

Obtener células diferenciadas sin pasar por el estado intermedio de célula madre ofrece algunas ventajas, como por ejemplo el hecho de que las células mantienen la edad biológica de la persona de la que se extrajeron.  Esta característica la hace muy útiles cuando se desea estudiar enfermedades en las que la edad de la persona es un factor importante, como por ejemplo las enfermedades neurodegenerativas.   “Retroceder a través de una fase de célula madre pluripotente es como demoler una casa y construir una nueva a partir de lo demolido, “señala Andrew Yoo, director del trabajo. “Lo que estamos haciendo es más bien una renovación. Cambiamos el interior pero dejamos la estructura original, que retiene las características de las neuronas adultas envejecidas que queremos estudiar.”

 

Neuronas. Imagen cortesía de Dr. La Padula.

 

El trabajo demuestra que la acción combinada de microARNs y factores de transcripción específicos de los linajes neuronales puede reprogramar las células hacia un destino neuronal concreto y proporciona un método para la generación de los diferentes subtipos neuronales humanos.

“En el futuro, nos gustaría estudiar células de la piel de pacientes con trastornos de las motoneuronas,”  señala Yoo. “Nuestro proceso de conversión debería modelar los aspectos de aparición tardía de la enfermedad utilizando neuronas derivadas de pacientes con la condición.”

El comportamiento de las neuronas motoras obtenidas es similar al de las neuronas motoras normales de ratón, en términos de qué genes se están expresando. No obstante, los investigadores  reconocen que serán necesarios más estudios para determinar sí las células obtenidas reproducen exactamente las neuronas motoras humanas.

Investigación original: Abernathy DG, et al. MicroRNAs Induce a Permissive Chromatin Environment that Enables Neuronal Subtype-Specific Reprogramming of Adult Human Fibroblasts. Cell Stem Cell. 2017. Doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.stem.2017.08.002

Fuente: Human skin cells transformed directly into motor neurons. https://medicine.wustl.edu/news/scientists-discover-new-way-transform-human-skin-cells-directly-motor-neurons/

 

 

 

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