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Investigadores transforman glóbulos humanos en neuronas funcionales

Martes 5 Junio, 2018 en  Ciencia y Tecnología

Las células inmunes humanas en la sangre se pueden convertir directamente en neuronas funcionales en el laboratorio con la adición de solo cuatro proteínas, según investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford.

neurona

(El Economista) Las células inmunes humanas en la sangre se pueden convertir directamente en neuronas funcionales en el laboratorio en aproximadamente tres semanas con la adición de solo cuatro proteínas, según han descubierto investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, cuyo trabajo se detalla en un artículo publicado en la edición digital de este lunes e ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’.

La transformación dramática no requiere que las células entren primero en un estado llamado pluripotencia, sino que se produce a través de un proceso más directo llamado transdiferenciación. La conversión ocurre con una eficacia relativamente alta, que genera hasta 50.000 neuronas desde 1 mililitro de sangre, y se puede lograr con muestras de sangre frescas o previamente congeladas y almacenadas, lo que eleva enormemente las oportunidades para el estudio de trastornos neurológicos como la esquizofrenia y autismo

“La sangre es una de las muestras biológicas más fáciles de obtener –afirma Marius Wernig, profesor asociado de Patología y miembro del Instituto Stanford de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa–. Casi todos los pacientes que ingresan en un hospital dejan una muestra de sangre y, a menudo, estas muestras se congelan y almacenan para su estudio futuro. Esta técnica es un avance que abre la posibilidad de aprender sobre procesos complejos de enfermedades mediante el estudio de un gran número de pacientes”.

Wernig es el autor principal de este trabajo, que contó con los coautores principales Koji Tanabe y Cheen Ang. La técnica de transdiferenciación se desarrolló por primera vez en el laboratorio de Wernig en 2010 cuando él y sus colegas demostraron que podían convertir células de piel de ratón en neuronas de roedor sin inducir primero a las células a convertirse en pluripotentes, una etapa del desarrollo flexible desde la cual las células pueden convertirse en cualquier tipo de tejido. Continuaron demostrando que la técnica también podría usarse en la piel humana y las células del hígado.

Pero cada enfoque ha sido perseguido por desafíos, particularmente para los investigadores que desean estudiar trastornos mentales genéticamente complejos, como el autismo o la esquizofrenia, para los cuales se necesitan cientos de muestras individuales y específicas del paciente para deducir las contribuciones relativas de docenas o más mutaciones asociadas a la enfermedad.

“Generar células madre pluripotentes inducidas a partir de un gran número de pacientes es costoso y laborioso. Además, obtener células de la piel implica un procedimiento invasivo y doloroso –destaca Wernig–. La posibilidad de generar células iPS de cientos de pacientes es desalentadora y requeriría la automatización del complejo proceso de reprogramación”.

UNA TRANSFORMACIÓN SOPRENDENTEMENTE SIMPLE 

Aunque es posible convertir directamente las células de la piel en neuronas, las células de la piel sometidas a biopsias primero deben cultivarse en el laboratorio durante un periodo de tiempo hasta que aumente su número, un proceso que probablemente introduzca mutaciones genéticas que no se encuentran en la persona de la que se obtuvieron. Los científicos se preguntaron si existía una manera más fácil y más eficiente de generar neuronas específicas para el paciente.

En el nuevo estudio, Wernig y su colega se centraron en células inmunes altamente especializadas llamadas células T que circulan en la sangre. Las células T nos protegen de las enfermedades al reconocer y matar las células infectadas o cancerosas. En contraste, las neuronas son células largas y delgadas capaces de conducir impulsos eléctricos en toda su longitud y pasarlos de una célula a otra.

Sin embargo, a pesar de las formas, los lugares y las misiones biológicas enormemente diferentes de las células, los investigadores descubrieron que era inesperadamente fácil completar su misión. “Es impactante lo simple que es convertir las células T en neuronas funcionales en pocos días –celebra Wernig–. Las células T son células inmunes muy especializadas con una forma redonda simple, por lo que la rápida transformación es algo alucinante”.

Las neuronas humanas resultantes no son perfectas. Carecen de la capacidad de formar sinapsis maduras, o conexiones, entre sí. Pero son capaces de llevar a cabo las principales funciones fundamentales de las neuronas, y Wernig y su colega esperan que puedan optimizar aún más la técnica en el futuro. Mientras tanto, comenzaron a recolectar muestras de sangre de niños con autismo.

“Ahora, tenemos una forma de estudiar directamente la función neuronal de, en principio, cientos de personas con esquizofrenia y autismo –plantea Wernig–. Durante décadas hemos tenido muy pocas pistas sobre los orígenes de estos trastornos o cómo tratarlos. Ahora, podemos comenzar a responder a muchas preguntas”.


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