Las células madre se acercan un paso más a la cura de enfermedades genéticas

Las células madre se acercan un paso más a la cura de enfermedades genéticas

Los científicos de Salk han creado líneas libres de mutaciones de células madre de pacientes humanos con enfermedades mitocondriales

LA JOLLA–Células cerebrales, musculares, oculares y cardíacas saludables mejorarían la vida de decenas de miles de personas en todo el mundo con enfermedades mitocondriales debilitantes. Ahora, los investigadores del Instituto Salk se han acercado un paso más a hacer realidad tales curas: han convertido células de pacientes en células madre sanas y libres de mutaciones que luego pueden convertirse en cualquier tipo de célula. El nuevo enfoque se describe el 15 de julio de 2015 en Naturaleza.

"En este momento, no hay curas para las enfermedades mitocondriales", dice el autor principal Juan Carlos Izpisúa Belmonte, profesor en Salk's Laboratorio de Expresión Génica. "Muy recientemente, hemos desarrollado formas de prevenir estas enfermedades, por lo que era natural preguntarnos cómo podíamos tratarlas".

Las enfermedades mitocondriales son causadas por cualquiera de las aproximadamente 200 mutaciones que afectan los genes de las mitocondrias, diminutas centrales eléctricas dentro de casi todas las células del cuerpo. Dependiendo de los genes y tipos de células afectados, las enfermedades pueden causar debilidad muscular, enfermedad hepática, diabetes, convulsiones, retrasos en el desarrollo o problemas de visión. Las terapias existentes tienen como objetivo aliviar los síntomas o retrasar la progresión de las enfermedades, pero no pueden curarlas por completo.

En su nuevo trabajo, Belmonte y colaboradores de todo el mundo recolectaron muestras de piel de pacientes con encefalomiopatía mitocondrial o síndrome de Leigh, ambos trastornos graves que afectan el cerebro y los músculos.

Los equipos comenzaron utilizando los protocolos estándar actuales para derivar células madre pluripotentes de las células de la piel, un proceso que restablece las células a su estado más básico.

Los investigadores de Salk han generado células madre libres de enfermedades de pacientes con enfermedades mitocondriales que se pueden convertir en cualquier tipo de célula, incluidas las progenitoras neuronales (izquierda) o las células cardíacas (derecha). Estos podrían usarse potencialmente para futuros trasplantes en pacientes.

Imagen: Cortesía del Instituto Salk de Estudios Biológicos

“Durante el proceso de generación de células madre, se obtienen espontáneamente diferentes tipos de clones”, dice Alejandro Ocampo, investigador asociado en el laboratorio de Izpisua Belmonte y uno de los autores del nuevo artículo. Si las células del paciente tienen una mezcla inicial de mitocondrias sanas y enfermas, se generarán células madre sanas y enfermas. Luego, se pueden seleccionar las células madre con mitocondrias sanas.

Sin embargo, para algunos pacientes, este enfoque sencillo no funciona; sus células no tienen suficientes mitocondrias sanas, o ninguna, para empezar.

Entonces, el equipo ideó un segundo enfoque: mover el núcleo de las células de la piel del paciente, que contiene la mayoría de sus genes, a un óvulo donante con mitocondrias sanas. Luego, use el nuevo óvulo para generar células madre pluripotentes. Cuando los investigadores hicieron esto, encontraron que las mitocondrias sanas se hicieron cargo y se generaron con éxito células sanas genéticamente similares del paciente.

“En cualquier caso, la idea es que tenemos células madre saludables y sabemos cómo convertir células madre pluripotentes en diferentes tipos de células”, dice Jun Wu, autor del artículo e investigador asociado en el laboratorio de Izpisua Belmonte. “Tienen el potencial de dar lugar a todo tipo de células en el cuerpo”.

Por ahora, eso significa que los investigadores pueden usar las células sanas para generar células cardíacas, cerebrales, musculares u oculares a partir de células madre libres de mutaciones. Pero los métodos para hacer que esas células maduren y funcionen por completo y trasplantarlas a pacientes aún están en desarrollo.

El nuevo método también supondrá una gran ayuda para la investigación básica, añade Izpisua Belmonte. Durante mucho tiempo, los científicos se han esforzado por comprender por qué las mutaciones mitocondriales afectan de manera tan diferente a diferentes órganos y tejidos. Al comparar las células madre con mutaciones mitocondriales con las sanas y persuadirlas para que se desarrollen en diferentes tipos de células, pueden estudiar este aspecto de las enfermedades mitocondriales con más detalle.

Otros investigadores del estudio fueron Li Ma del Instituto Salk; Hong Ma, Riffat Ahmed, Eunju Kang, Yeonmi Lee, Tomonari Hayama, Ying Li Crystal Van Dyken, Nuria Marti Gutierrez, Rebecca Tippner-Hedges, Amy Koski, Nargiz Mitalipov, Paula Amato, Don P. Wolf y Shoukhrat Mitalipov de Universidad de Salud y Ciencia de Oregon; Clifford DL Folmes y Andre Terzic del Mayo Clinic; Robert Morey, Sergio Mora-Castilla y Louise C. Laurent de la Universidad de California, San Diego; Joanna Poulton de la Universidad de Oxford; y Xinjian Wang y Taosheng Huang de Hospital de Niños de Cincinnati.

El trabajo fue apoyado por el G. Fundación benéfica Harold y Leila Y. Mathers y la Leona M. y Fideicomiso benéfico Harry B. Helmsley.