Las neuronas derivadas de las células de la sangre del cordón umbilical pueden representar una nueva opción terapéutica

Las neuronas derivadas de las células de la sangre del cordón umbilical pueden representar una nueva opción terapéutica

El protocolo puede abrir nuevas vías para las terapias de reemplazo celular para afecciones neurológicas

LA JOLLA, CA—Durante más de 20 años, los médicos han estado usando células de la sangre que queda en la placenta y el cordón umbilical después del parto para tratar una variedad de enfermedades, desde cáncer y trastornos inmunitarios hasta enfermedades sanguíneas y metabólicas.

Ahora, los científicos del Instituto Salk para Estudios Biológicos han encontrado una nueva forma, utilizando una sola proteína, conocida como factor de transcripción, para convertir las células de la sangre del cordón umbilical (CB) en células similares a las neuronas que pueden resultar valiosas para el tratamiento de una amplia variedad de afecciones neurológicas, que incluyen accidente cerebrovascular, lesión cerebral traumática y lesión de la médula espinal.

Esta imagen de microscopio muestra una colonia de neuronas derivadas de células de la sangre del cordón utilizando tecnología de reprogramación de células madre. El brillo verde y rojo indica que las células están produciendo fabricantes de proteínas que se encuentran en las neuronas, evidencia de que las células de la sangre del cordón umbilical se transformaron en neuronas. El resplandor azul marca los núcleos de las neuronas.

Imagen: Cortesía de Alessandra Giorgetti

Los investigadores demostraron que estas células CB, que provienen del mesodermo, la capa intermedia de las células germinales embrionarias, pueden cambiarse a células ectodérmicas, células de la capa externa de las que surgen las células cerebrales, espinales y nerviosas. “Este estudio muestra por primera vez la conversión directa de una población pura de células de sangre de cordón umbilical humano en células de linaje neuronal mediante la expresión forzada de un solo factor de transcripción”, dice. Juan Carlos Izpisúa Belmonte, profesor en Salk's Laboratorio de Expresión Génica, quien dirigió el equipo de investigación. El estudio, una colaboración con Fred H.Gage, profesor en Salk's Laboratorio de Genética, y su equipo, fue publicado el 16 de julio en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

"A diferencia de estudios anteriores, donde se necesitaban múltiples factores de transcripción para convertir las células de la piel en neuronas, nuestro método requiere solo un factor de transcripción para convertir las células CB en neuronas funcionales", dice Gage.

Los investigadores de Salk utilizaron un retrovirus para introducir Sox2, un factor de transcripción que actúa como un interruptor en el desarrollo neuronal, en las células CB. Tras cultivarlas en el laboratorio, descubrieron colonias de células que expresaban marcadores neuronales. Usando una variedad de pruebas, determinaron que las nuevas células, llamadas células de tipo neuronal inducidas (iNC), podían transmitir impulsos eléctricos, lo que indica que las células eran neuronas maduras y funcionales. Además, transfirieron las células CB infundidas con Sox2 al cerebro de un ratón y descubrieron que se integraban en la red neuronal existente del ratón y eran capaces de transmitir señales eléctricas como neuronas funcionales maduras.

"También mostramos que las células neuronales derivadas de CB se pueden expandir bajo ciertas condiciones y aun así conservar la capacidad de diferenciarse en neuronas más maduras tanto en el laboratorio como en el cerebro de un ratón", dice Mo Li, científico del laboratorio de Belmonte y un coautor del artículo con Alessandra Giorgetti, del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona, ​​y Carol Marchetto del laboratorio de Gage. "Aunque las células que desarrollamos no eran para un linaje específico, por ejemplo, neuronas motoras o neuronas del cerebro medio, esperamos generar subtipos neuronales clínicamente relevantes en el futuro".

Es importante destacar que, dice Marchetto, "podríamos usar estas células en el futuro para modelar enfermedades neurológicas como autismo, esquizofrenia, Parkinson o La enfermedad de Alzheimer."

Las células de la sangre del cordón umbilical, dice Giorgetti, ofrecen una serie de ventajas sobre otros tipos de células madre. Primero, no son células madre embrionarias y, por lo tanto, no son controvertidas. Son más plásticas o flexibles que las células madre adultas de fuentes como la médula ósea, lo que puede facilitar su conversión en linajes celulares específicos. La recogida de células CB es segura e indolora y no supone ningún riesgo para el donante, pudiendo almacenarse en bancos de sangre para su uso posterior.

"Si nuestro protocolo se convierte en una aplicación clínica, podría ayudar en futuras terapias de reemplazo de células", dice Li. “Podría buscar en todos los bancos de sangre de cordón umbilical del país para encontrar una coincidencia adecuada”.

Otros investigadores del estudio fueron Diana Yu, Yangling Mu, Cedric Bardy y Guang-Hui Liu, del Instituto Salk; y Rafaella Fazzina, Antonio Adamo, Ida Paramonov, Julio Castaño Cardoso, Montserrat Barragan Monasterio y Riccardo Cassiani-Ingoni del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona.

El trabajo fue apoyado por el Instituto de California para la medicina regenerativa, The Lookout Foundation, G. Harold y Fundación benéfica Leila Y. Mathers, la Leona M. y Harry B. Helmsley Charitable Trust, la Fundación Médica JPB, MINECO, Fundación Cellex y Sanofi.

Sobre el Instituto Salk de Estudios Biológicos:

El Instituto Salk de Estudios Biológicos es una de las instituciones de investigación básica más importantes del mundo, donde profesores de renombre internacional investigan cuestiones fundamentales de las ciencias de la vida en un entorno único, colaborativo y creativo. Centrados tanto en el descubrimiento como en la orientación de futuras generaciones de investigadores, los científicos de Salk realizan contribuciones innovadoras a nuestra comprensión del cáncer, el envejecimiento, el Alzheimer, la diabetes y las enfermedades infecciosas mediante el estudio de la neurociencia, la genética, la biología celular y vegetal y disciplinas relacionadas.

Los logros de la facultad han sido reconocidos con numerosos honores, incluidos premios Nobel y membresías en la Academia Nacional de Ciencias. Fundado en 1960 por el pionero de la vacuna contra la polio Jonas Salk, MD, el Instituto es una organización independiente sin fines de lucro y un hito arquitectónico.