Células madre embrionarias humanas se integran con éxito en cerebro de ratón

12 de diciembre de 2005

Células madre embrionarias humanas se integran con éxito en cerebro de ratón

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12 de diciembre de 2005

La Jolla, CA – Estudios previos han demostrado que las células madre embrionarias humanas no diferenciadas (hESC) pueden sobrevivir en los cerebros de ratas de laboratorio con enfermedad de Parkinson. Pero hasta ahora no estaba claro si las hESC pueden convertirse en miembros completamente funcionales de la arquitectura neuronal del animal huésped, una necesidad básica si las células madre alguna vez se utilizarán en tratamientos médicos para reponer las neuronas faltantes o dañadas en pacientes humanos con enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson o el Alzheimer. enfermedad.

Ahora, una investigación en el Instituto Salk de Estudios Biológicos indica por primera vez que las hESC maduran hasta convertirse en células cerebrales adultas completamente funcionales y se integran en el sistema nervioso existente cuando estas células humanas se inyectan en los cerebros en desarrollo de embriones de ratón de dos semanas de edad. Este hallazgo novedoso allana el camino para un nuevo enfoque en el estudio de los trastornos neurodegenerativos y tiene el potencial de acelerar las pruebas de fármacos terapéuticos para tratar estas enfermedades.

Los investigadores de Salk dirigidos por Fred H.Gage, Ph.D, profesor y codirector del Laboratorio de Genética del Instituto Salk, publicó su hallazgo en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias de esta semana.

“Además de su potencial terapéutico, nuestro hallazgo también abre la posibilidad de estudiar enfermedades humanas en un nuevo contexto”, dice el primer autor Alysson R. Muotri, Ph.D. “Podemos preguntarnos si la neurodegeneración es la función de una célula enferma individual o si es causada por el entorno local del cerebro”.

Aunque las hESC implantadas en los embriones de ratón tenían la capacidad de madurar y convertirse en miembros completamente integrados del cerebro de los animales, rara vez lo hacían. Mucho menos del 0.1 por ciento de sus células cerebrales eran de origen humano, y esas pocas habían adquirido el tamaño y la forma de sus vecinos. “Esto ilustra que inyectar células madre humanas en cerebros de ratones no reestructura el cerebro”, explica Gage.

Al menos en teoría, las hESC pueden crecer indefinidamente en el laboratorio como células no especializadas y pueden ser persuadidas para diferenciarse en varios tipos de células. Pero bajo condiciones culturales menos que perfectas, pueden perder su omnipotencia.

"Este ensayo será muy valioso para determinar si alguna línea de células madre humanas aún tiene la capacidad de formar neuronas completamente funcionales", dice Gage, y explica que los científicos actualmente no saben si las células madre que se han mantenido en cultivo fuera del cuerpo durante períodos prolongados de tiempo han perdido el potencial para convertirse en una neurona o no.

También enfatiza que “este procedimiento también permitirá que otros laboratorios y compañías farmacéuticas prueben la toxicidad de nuevos compuestos y evalúen sus efectos en las células del cerebro humano, no solo en una placa de Petri, sino en el contexto de un cerebro funcional”.

En el pasado, las hESC inyectadas en ratones adultos a menudo formaban tumores o eran rechazadas por el sistema inmunitario del ratón. Con la esperanza de evitar estos problemas, Gage y su equipo optaron por inyectar hESC en los cerebros en desarrollo de ratones embrionarios.

Para poder rastrear el destino de las células después de la inyección, los científicos de Salk etiquetaron las hESC, que habían obtenido de CyThera, Inc., California, con proteína fluorescente verde.

Las hESC verdes que brillan intensamente se diferenciaron en diferentes tipos de neuronas y células gliales de apoyo, migraron por todo el cerebro y se asentaron en diferentes regiones sin formar tumores ni ser rechazadas por el sistema inmunitario del ratón.

“Cuando caracterizamos estas células dos meses después, descubrimos que tenían la morfología, la forma y las características de las células de ratón”, dice Gage. “Es realmente sorprendente que estas células madre humanas, aunque son muy inmaduras, aún puedan desarrollar marcadores de superficie para responder a diferentes señales en su entorno y puedan encajar perfectamente con sus vecinos ratones”, dice.

Otros autores que contribuyeron al trabajo incluyen al coautor Kinichi Nakashima, anteriormente en Salk y ahora en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara en Japón, y los investigadores postdoctorales Nicolas Toni y Vladislav M. Sandler.

Todos los experimentos siguieron las pautas sobre el uso de células madre emitidas en abril de este año por la Academia Nacional de Ciencias. De acuerdo con estas pautas y las Pautas internas de investigación de células madre humanas de Salk, no se permitió que los ratones utilizados en estos experimentos se reprodujeran. La investigación fue financiada por la Fundación Mathers y el Fondo Lookout.

El Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California, es una organización independiente sin fines de lucro dedicada a los descubrimientos fundamentales en las ciencias de la vida, la mejora de la salud humana y la capacitación de futuras generaciones de investigadores. Jonas Salk, MD, cuya vacuna contra la poliomielitis casi erradicó la poliomielitis, una enfermedad paralizante en 1955, inauguró el Instituto en 1965 con un terreno donado por la ciudad de San Diego y el apoyo financiero de March of Dimes. Para más información: www.salk.edu.