Los científicos convierten las células de la piel humana directamente en células cerebrales

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.
Las células de la piel humana (arriba) se pueden convertir en neuronas espinosas medianas (abajo) con exposición a la combinación correcta de microRNAs y factores de transcripción, según el trabajo de Andrew Yoo y sus colegas.
Crédito de la imagen: Yoo Lab

El estudio es inusual porque, a diferencia de muchas técnicas de conversión celular, las células no regresaron primero a una etapa de células madre, que se convirtieron directamente en células cerebrales, lo que evita el riesgo de producir muchos otros tipos de células.

Y el estudio es único, porque el equipo logró reprogramar las células de la piel para convertirse en un tipo particular de células cerebrales en lugar de un rango de células cerebrales.

Escribiendo en el diario NeuronaInvestigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis (WUSTL), MO, informan cómo usaron una combinación particular de microRNAs y factores de transcripción para reprogramar las células de la piel en un tipo particular de células cerebrales conocidas como neuronas medianas espinosas.

Las neuronas espinosas medianas que produjeron, 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 afectado en la enfermedad de Huntington.

La enfermedad de Huntington es una enfermedad genética heredada que causa movimientos involuntarios y una disminución gradual de la capacidad mental. Los pacientes con la enfermedad, que generalmente comienza en la mediana edad, pueden vivir hasta 20 años después de que comienzan los síntomas, aunque estos empeoran gradualmente.

Las células convertidas mostraron propiedades de células nativas

El autor principal, el Dr. Andrew S. Yoo, profesor asistente de biología del desarrollo en WUSTL, dice que las nuevas células no solo sobreviven en el cerebro del ratón, sino que también muestran propiedades similares a las células nativas:

"Se sabe que estas células extienden proyecciones hacia ciertas regiones del cerebro. Y descubrimos que las células humanas trasplantadas también están conectadas a estos objetivos distantes en el cerebro del ratón. Ese es un punto de referencia sobre este documento".

Debido a que usaron células de piel humana adultas en el estudio, y no células de ratón o células humanas en una etapa más temprana de desarrollo, el equipo cree que el trabajo muestra el potencial para usar las propias células de los pacientes en medicina regenerativa. Esto es importante porque las terapias pueden usar células fácilmente disponibles y también evitar el problema del rechazo inmunitario.

Para su estudio, el Dr. Yoo y sus colegas cultivaron las células de la piel en un entorno que imita el de las células cerebrales. En trabajos previos, ya habían descubierto que la exposición de las células de la piel a dos pequeñas moléculas de ARN llamadas miR-9 y miR-124 puede convertirlas en diferentes tipos de células cerebrales.

Aunque todavía están tratando de resolver exactamente lo que sucede, el equipo cree que las dos pequeñas moléculas de ARN abren el apretado ADN dentro de las células que contiene instrucciones para generar células cerebrales, permitiendo que se enciendan los genes particulares de su desarrollo y función.

Habiendo demostrado que la exposición a estas pequeñas moléculas de ARN convierte las células de la piel en una mezcla de células cerebrales, el equipo comenzó a ajustar las señales químicas. Lo hicieron agregando moléculas llamadas factores de transcripción que ya sabían que estaban presentes en la parte del cerebro donde abundan las neuronas medianas espinosas.

Los factores de transcripción guían a las células para convertirse en un tipo específico

Co-primer autor Matheus B. Victor, un estudiante graduado en neurociencia, dice que creen que las pequeñas moléculas de ARN están "haciendo el trabajo pesado", y:

"Están preparando las células de la piel para convertirse en neuronas. Los factores de transcripción que agregamos luego guían a las células de la piel para convertirse en un subtipo específico, en este caso las neuronas espinosas medianas. Creemos que podríamos producir diferentes tipos de neuronas mediante el cambio de diferentes factores de transcripción. "

El equipo también demostró que cuando las células de la piel están expuestas solo a los factores de transcripción, sin las pequeñas moléculas de ARN, las células de la piel no se convierten con éxito.

El equipo también llevó a cabo pruebas exhaustivas para mostrar que las nuevas células cerebrales tenían las características distintivas de las neuronas espinosas medianas nativas. Expresaron los genes correctos para su tipo específico y no expresaron genes para otros tipos de neuronas.

Y, cuando se trasplantaron al cerebro de los ratones, las células convertidas parecían neuronas espinosas medianas nativas y se comportaron como ellas.

El equipo ahora usa células de la piel de pacientes con la enfermedad de Huntington y las convierte en neuronas espinosas medianas usando su nuevo enfoque. También planean inyectar las células en ratones con la enfermedad.

El estudio fue financiado por varios organismos, incluidos los Institutos Nacionales de Salud (NIH).

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