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Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis (Estados Unidos) han descrito una novedosa forma de convertir células de piel humana directamente en un tipo específico de células del cerebro afectadas por la enfermedad de Huntington, sin necesidad de recurrir a una fase intermedio de células madre.
Esta conversión, según reconocen los autores en la revista 'Neuron', evita la producción de varios tipos de células (como sucede en otras técnicas de reprogramación celular). Además, han demostrado que estas células eran capaces de sobrevivir al menos seis meses después de ser inyectadas en el cerebro de ratones.
"No sólo sobrevivieron en el cerebro del ratón, sino que mostraron propiedades funcionales similares a las de las células nativas", según ha reconocido Andrew S. Yoo, profesor de Biología y uno de los autores del estudio.
Los investigadores produjeron un tipo específico de células cerebrales llamadas neuronas espinosas medias, que son importantes para controlar el movimiento y son las primeras células en verse afectadas por la enfermedad de Huntington, un trastorno genético que causa movimientos involuntarios de los músculos y un deterioro cognitivo general durante la edad adulta.
Los pacientes con esta afección viven alrededor de 20 años desde que comienzan a aparecer los primeros síntomas, que van empeorando progresivamente con el tiempo.
Los investigadores utilizaron células humanas adultas de la piel, en lugar de células de ratón o incluso células humanas en una etapa más temprana de desarrollo. En lo que respecta a futuras terapias, la capacidad de convertir células adultas permite 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 reprogramarlas, Yoo y su equipo pusieron las células de la piel en un entorno que imita el ambiente de las células cerebrales. Para ello, sabían por trabajos anteriores que la exposición a dos pequeñas moléculas de ARN podrían convertir células de la piel en una mezcla de diferentes tipos de neuronas.
En una célula de la piel, las instrucciones de ADN para saber actuar como una célula cerebral o cualquier otro tipo de célula, están cuidadosamente empaquetadas y no se usan.
GRACIAS A DOS MICROARN
En una investigación previa publicada en la revista 'Nature', Yoo y su equipo descubrieron que la exposición a dos microARN llamados miR-9 y miR-124 altera la maquinaria que regula dicho empaquetamiento. Aunque los investigadores todavía deben desentrañar los detalles de este proceso complejo, estos microRNAs parecen ser capaces de abrir las secciones más herméticas de ADN, algo importante para convertirse en células del cerebro y lograr la expresión de los genes que regulan el desarrollo y la función de las neuronas.
Los investigadores comenzaron a refinar las señales químicas y a exponer las células a unas moléculas adicionales llamadas factores de transcripción, que sabían que estaban presentes en la parte del cerebro donde estas neuronas son más comunes.
"Creemos que los microARNs son los que realmente están haciendo el trabajo más importante para lograr que estas células se conviertan en neuronas", ha reconocido Matheus B. Victor, también autor del estudio, que ha precisado que al añadir factores de transcripción se pueden conseguir subtipos específicos.
Los investigadores llevaron a cabo extensas pruebas para demostrar que estas células cerebrales recién convertidas se veían y se comportaban como si fueran neuronas espinosas medias del propio organismo y no otro tipo de neuronas.
Para estudiar las propiedades celulares asociados con la enfermedad, los investigadores ahora están tomando células de la piel de pacientes con la enfermedad de Huntington y la reprogramación de ellos en neuronas espinosas medias utilizando el enfoque descrito en el nuevo papel. También planean inyectar células humanas reprogramadas sanos en ratones con un modelo de la enfermedad de Huntington para ver si esto tiene algún efecto sobre los síntomas.
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