Los científicos transforman las células de la piel directamente en las células cerebrales, evitando la etapa de células madre

Pasando por alto la etapa de células madre, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford en California convirtieron células de piel de ratón directamente en células precursoras neuronales, las células que forman los tres tipos principales de células en el cerebro y el sistema nervioso. Escriben sobre sus hallazgos en la primera edición en línea del 30 de enero procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
Los hallazgos de este y un estudio anterior cuestionan la idea de que la pluripotencia (la capacidad de convertirse virtualmente en cualquier otra célula del cuerpo, una característica clave de las células madre) es una etapa necesaria en la conversión de un tipo de célula a otro.
En el estudio anterior, el mismo equipo transformó células de piel de ratón y humanas directamente en neuronas funcionales. Pero este estudio es un avance sustancial en el anterior por dos razones.
Primero, las células precursoras neurales no solo pueden diferenciarse en neuronas, sino que también pueden convertirse en cualquiera de los otros dos tipos principales de células en el sistema nervioso: astrocitos y oligodendrocitos.
Los astrocitos son células gliales en forma de estrella que mantienen las neuronas en su lugar, les proporcionan nutrientes y digieren las partes de las neuronas muertas. Los oligodendrocitos forman la mielina que aísla las fibras nerviosas que conectan las neuronas entre sí y les permite transmitir señales.
Y en segundo lugar, las células precursoras neuronales son un producto final más útil y versátil para el laboratorio, donde se pueden cultivar en grandes cantidades para trasplante o detección de drogas.
Juntos, los dos estudios plantean la posibilidad de que la investigación con células madre embrionarias y la pluripotencia inducida puedan ser reemplazadas por una forma más directa de hacer tipos celulares específicos para tratamientos e investigación.
El problema con las células madre embrionarias, aunque se consideran el "estándar de oro" en la generación de nuevos tipos de células, es la cuestión ética de dónde provienen, y también porque no provienen del propio cuerpo del paciente, el paciente tiene tomar medicamentos para detener su sistema inmune rechazando el nuevo tejido.
La pluripotencia inducida, en la que las células del paciente se reprograman en células madre, parece superar los problemas de rechazo ético e inmune de las células madre embrionarias, excepto que introducen el riesgo de activar genes que causan cáncer. Aunque este riesgo se puede reducir mediante la eliminación de células pluripotentes no deseadas, introduce un costo.
El autor principal del nuevo estudio es el Dr. Marius Wernig, profesor asistente de patología y miembro del Instituto Stanford de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa. Le dijo a la prensa que él y sus colegas estaban "encantados" con el potencial médico de sus hallazgos.
"Hemos demostrado que las células pueden integrarse en el cerebro de un ratón y producir una proteína faltante importante para la conducción de la señal eléctrica por las neuronas. Esto es importante porque el modelo de ratón que utilizamos imita el de una enfermedad cerebral humana genética", dijo Wernig .
Sin embargo, advirtió que se necesita más trabajo antes de que puedan mostrar una conversión similar de las células de la piel humana no solo sea posible y efectiva, sino también segura.
Para el estudio, Wernig y sus colegas infectaron células embrionarias de piel de ratón (una línea celular comúnmente utilizada en laboratorios) con un virus que porta tres factores de transcripción (Brn2, Sox2 y FoxG1) que se sabe están presentes a un alto nivel en las células precursoras neurales. En poco más de tres semanas, una de cada diez células de la piel había comenzado a verse y actuar como células precursoras neurales.
En el estudio anterior, utilizaron un conjunto diferente de tres factores de transcripción (Brn2, Ascl1 y Myt1l).
Confirmaron la presencia de células precursoras neuronales de dos maneras: en el laboratorio y en animales (in vitro y en vivo).
En el laboratorio, confirmaron que las células transformadas expresaban los genes apropiados y tenían la misma forma y función que las células precursoras neuronales derivadas de forma natural.
Y para confirmarlos en animales, inyectaron las nuevas células en los cerebros de ratones recién nacidos criados para que carezcan de la capacidad de hacer la vaina de mielina que rodea las fibras nerviosas. Después de diez semanas, las nuevas células se habían diferenciado en oligodendrocitos y habían comenzado a recubrir las fibras nerviosas de los ratones con mielina.
El equipo ahora espera repetir su éxito con las células de la piel de ratones y humanos adultos.
Los fondos del Instituto de California para Medicina Regenerativa, la Fundación Stem Cell de Nueva York, la Fundación Médica Ellison, la Fundación Stinehart-Reed y los Institutos Nacionales de Salud ayudaron a pagar el estudio.
Escrito por Catharine Paddock PhD

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