La investigación confirma que las células nerviosas hechas de células de la piel son válidas
modelo de laboratorio para estudiar enfermedades

La investigación confirma que las células nerviosas hechas de células de la piel son un modelo de laboratorio válido para estudiar enfermedades

El equipo de Salk y Stanford muestra que las células neuronales inducidas derivadas de fibroblastos son similares a las neuronas del cerebro, a nivel epigenómico

LA JOLLA—La incidencia de algunas enfermedades neurológicas, especialmente aquellas relacionadas con el envejecimiento, como las enfermedades de Alzheimer y Parkinson, está aumentando. Para comprender mejor estas condiciones y evaluar nuevos tratamientos potenciales, los investigadores necesitan modelos precisos que puedan estudiar en el laboratorio.

Investigadores del Instituto Salk, junto con colaboradores de la Universidad de Stanford y la Facultad de Medicina de Baylor, han demostrado que las células de ratones que han sido inducidos a convertirse en células nerviosas mediante un método publicado anteriormente tienen firmas moleculares que coinciden con las neuronas que se desarrollaron naturalmente en el cerebro.

El estudio, publicado en ELIFE el 15 de enero de 2019, abre la puerta a mejores formas de modelar la enfermedad de un paciente individual. Esta técnica permitiría a los investigadores estudiar cómo se desarrollan las condiciones neurológicas, así como probar nuevas terapias. La nueva tecnología también podría ayudar a avanzar en la investigación de terapias génicas que se derivan de las propias células del paciente.

“Esta investigación está trazando el camino hacia la forma más óptima de crear neuronas en el laboratorio”, dice el profesor Salk. José Ecker, uno de los dos autores principales del estudio. "Al tomar estas células y reprogramarlas en neuronas, potencialmente puede aprender cosas nuevas sobre cómo funcionan estas enfermedades a nivel celular, especialmente las enfermedades impulsadas por cambios genéticos".

Las células utilizadas en el estudio, llamadas fibroblastos, constituyen la mayor parte del tejido conectivo de los animales y desempeñan un papel importante en la cicatrización de heridas. Los investigadores han estado estudiando cómo transformar fibroblastos en células neuronales en placas de laboratorio, pero hasta ahora no sabían si estas neuronas recién creadas se correspondían con precisión con las neuronas que habían crecido de forma natural en el cerebro.

La técnica para inducir a los fibroblastos a convertirse en neuronas con el epigenoma coincidente fue desarrollada por Marius Wernig de Stanford, coautor principal del artículo. Con este método, la fabricación de células neuronales inducidas no implica intermediarios pluripotentes. En cambio, las células se convierten directamente de fibroblastos a neuronas.

"Una pregunta importante en la ingeniería celular es cómo conocer la calidad de su producto", dice el coautor principal Chongyuan Luo, becario postdoctoral en el laboratorio de Ecker. “Si estamos creando neuronas a partir de fibroblastos, queremos saber cómo se comparan con las neuronas del cerebro. Estamos particularmente interesados ​​en observar estas células a nivel del epigenoma”.

El epigenoma está formado por sustancias químicas que se adhieren al ADN y regulan cuando los genes se activan y se traducen en proteínas. Las diferencias entre los epigenomas de las neuronas inducidas y las que crecen naturalmente podrían dar como resultado diferentes características de las neuronas inducidas que podrían convertirlas en modelos menos precisos del comportamiento neuronal.

Usando una técnica desarrollada en el laboratorio de Ecker llamada MethylC-seq, los investigadores observaron cada lugar del genoma donde se unen grupos químicos llamados grupos metilo. Confirmaron que estas neuronas inducidas tienen epigenomas que coinciden con las neuronas del cerebro.

“Esta investigación se realizó en células de ratón, pero planeamos usar la misma tecnología para estudiar neuronas inducidas hechas con células humanas”, explica Ecker, quien es director del Laboratorio de Análisis Genómico de Salk e investigador del Instituto Médico Howard Hughes. Ecker también planea colaborar con colegas para aplicar la tecnología para observar células humanas para comprender mejor el deterioro cognitivo relacionado con la edad.

Otros investigadores del artículo fueron Rosa Castanon y Joseph R. Nery de Salk; Sean M. Cullen y Margaret A. Goodell de Baylor College of Medicine; y Qian Yi Lee, Orly L. Wapinski, Moritz Mall, Michael S. Kareta y Howard Y. Chang de Stanford.

El trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud (subvenciones P50-HG007735 y R01 DK092883), el Instituto de Medicina Regenerativa de California (subvención RB5-07466) y el Instituto Médico Howard Hughes.

DOI: 10.7554 / eLife.40197