Investigadores de Salk reprograman células madre adultas en su entorno natural

1 de Julio de 2008

Investigadores de Salk reprograman células madre adultas en su entorno natural

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1 de Julio de 2008

La Jolla, CA – En los últimos años, los investigadores de células madre se han vuelto expertos en manipular el destino de las células madre adultas cultivadas en el laboratorio. Ahora, los investigadores del Instituto Salk de Estudios Biológicos lograron la misma hazaña con células madre neurales adultas aún en el cerebro. Engatusaron con éxito a las células madre del cerebro del ratón para que se unieran a la red neuronal y se diferenciaran en células de apoyo.

El descubrimiento, que se publica antes de la impresión en Neurociencias de la naturaleza sitio web, no solo da fe de la versatilidad de las células madre neurales, sino que también abre nuevas direcciones para el tratamiento de enfermedades neurológicas, como la esclerosis múltiple, el accidente cerebrovascular y la epilepsia, que no solo afectan a las células neuronales, sino que también interrumpen el funcionamiento de las células de soporte glial. .

"Sabíamos que el nacimiento y la muerte de las células madre adultas en el cerebro podrían estar influenciados por la experiencia, pero nos sorprendió que un solo gen pudiera cambiar el destino de las células madre en el cerebro", dice el autor principal del estudio, Fred H.Gage, Ph.D., profesor en el Laboratorio de Genética y la Cátedra Vi and John Adler para la Investigación de Enfermedades Neurodegenerativas Relacionadas con la Edad.

A lo largo de la vida, las células madre neurales adultas generan nuevas células cerebrales en dos pequeñas áreas del cerebro de los mamíferos: el bulbo olfativo, que procesa los olores, y la circunvolución dentada, la parte central del hipocampo, que participa en la formación de recuerdos y aprendizaje.

Después de que estas células madre se dividen, sus progenitores tienen que elegir entre varias opciones: seguir siendo una célula madre, convertirse en una célula nerviosa, también llamada neurona, o formar parte de la red de apoyo del cerebro, que incluye astrocitos y oligodendrocitos.

Los astrocitos son células gliales en forma de estrella que mantienen las neuronas en su lugar, las nutren y digieren partes de las neuronas muertas. Los oligodendrocitos son células especializadas que se envuelven firmemente alrededor de los axones, las largas extensiones de células nerviosas parecidas a cabellos que llevan mensajes de una neurona a la siguiente. Forman una capa aislante de grasa, conocida como mielina, que acelera las señales eléctricas que viajan a lo largo de los axones.

Cuando se miman y miman en una placa de Petri, las células madre neurales adultas pueden ser empujadas para diferenciarse en cualquier tipo de célula cerebral. Pero dentro de su entorno natural en el cerebro, se cree que las opciones de carrera de las células madre neurales se limitan principalmente a las neuronas.

“Cuando cultivamos células madre en el laboratorio, agregamos muchos factores de crecimiento que dan como resultado condiciones artificiales, que podrían no decirnos mucho sobre el in vivo situación”, explica el primer autor Sebastian Jessberger, MD, anteriormente investigador postdoctoral en el laboratorio de Gage y ahora profesor asistente en el Instituto de Biología Celular del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich. "Como resultado, no sabemos mucho sobre la plasticidad real de las células madre neurales dentro de su nicho de cerebro adulto".

Para probar si las células madre en su entorno cerebral adulto aún pueden desviarse del camino trillado y cambiar su destino, Jessberger usó retrovirus para manipular genéticamente las células madre neurales y su progenie en la circunvolución dentada de ratones de laboratorio. En condiciones normales, la mayoría de las células recién nacidas se diferenciaron en neuronas. Cuando introdujo el Ascl1, que previamente se había demostrado que estaba involucrado en la generación de oligodendrocitos y neuronas inhibitorias, redirigió con éxito el destino de las células recién nacidas de un linaje neuronal a uno oligodendrocítico.

“Fue bastante sorprendente que las células madre en el cerebro adulto mantuvieran la plasticidad de su destino y que un solo gen fuera suficiente para reprogramar estas células”, dice Jessberger. "Ahora podemos adaptar potencialmente el destino de las células madre para tratar ciertas afecciones, como la esclerosis múltiple".

En pacientes con esclerosis múltiple, el sistema inmunitario ataca a los oligodendrocitos, lo que conduce al adelgazamiento de la capa de mielina, lo que afecta la capacidad de las neuronas para conducir señales eléctricas de manera eficiente. Ser capaz de dirigir las células madre neurales para que se diferencien en oligodendrocitos puede aliviar los síntomas.

Los investigadores que también contribuyeron al estudio incluyen a los investigadores postdoctorales Nicolas Toni, Ph.D., Gregory D. Clemenson Jr, Ph.D., y Jasodhara Ray, Ph.D., todos en el Laboratorio de Genética.

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.