A pesquisa confirma que as células nervosas feitas a partir de células da pele são válidas
modelo de laboratório para estudar doenças

Pesquisa confirma que células nervosas feitas de células da pele são um modelo de laboratório válido para estudar doenças

A equipe de Salk e Stanford mostra que as células neuronais induzidas derivadas de fibroblastos são semelhantes aos neurônios do cérebro, no nível epigenômico

LA JOLLA – A incidência de algumas doenças neurológicas – especialmente aquelas relacionadas ao envelhecimento, como as doenças de Alzheimer e Parkinson – está aumentando. Para entender melhor essas condições e avaliar possíveis novos tratamentos, os pesquisadores precisam de modelos precisos que possam estudar em laboratório.

Pesquisadores do Instituto Salk, juntamente com colaboradores da Universidade de Stanford e do Baylor College of Medicine, mostraram que células de camundongos que foram induzidas a crescer em células nervosas usando um método publicado anteriormente têm assinaturas moleculares correspondentes aos neurônios que se desenvolveram naturalmente no cérebro.

O estudo, publicado no eLife em 15 de janeiro de 2019, abre as portas para melhores maneiras de modelar a doença de um paciente individual. Essa técnica permitiria aos pesquisadores estudar como as condições neurológicas se desenvolvem, bem como testar novas terapias. A nova tecnologia também pode ajudar a avançar na pesquisa de terapias genéticas derivadas das células do próprio paciente.

“Esta pesquisa está traçando o caminho para a maneira mais ideal de criar neurônios no laboratório”, diz Salk Professor José Ecker, um dos dois autores seniores do estudo. “Ao pegar essas células e reprogramá-las em neurônios, você pode potencialmente aprender coisas novas sobre como essas doenças funcionam em nível celular, especialmente doenças causadas por alterações genéticas”.

As células utilizadas no estudo, chamadas fibroblastos, compõem a maior parte do tecido conjuntivo dos animais e desempenham um papel importante na cicatrização de feridas. Os pesquisadores estudam como transformar fibroblastos em células neuronais em pratos de laboratório, mas até agora não sabiam se esses neurônios recém-criados correspondiam com precisão aos neurônios que cresceram naturalmente no cérebro.

A técnica para induzir os fibroblastos a crescer em neurônios com o epigenoma correspondente foi desenvolvida por Marius Wernig, de Stanford, co-autor sênior do artigo. Com este método, fazer células neuronais induzidas não envolve intermediários pluripotentes. Em vez disso, as células são convertidas diretamente de fibroblastos em neurônios.

"Uma questão importante na engenharia celular é como saber a qualidade do seu produto", diz o co-primeiro autor Chongyuan Luo, um pós-doutorado no laboratório de Ecker. “Se estamos fazendo neurônios a partir de fibroblastos, queremos saber como eles se comparam aos neurônios do cérebro. Estamos particularmente interessados ​​em observar essas células no nível do epigenoma”.

O epigenoma é composto de substâncias químicas que se ligam ao DNA e regulam quando os genes são ativados e traduzidos em proteínas. Diferenças entre os epigenomas de neurônios induzidos e cultivados naturalmente podem resultar em diferentes características de neurônios induzidos que podem torná-los modelos menos precisos de comportamento neuronal.

Usando uma técnica desenvolvida no laboratório Ecker chamada MethylC-seq, os pesquisadores analisaram todos os lugares do genoma onde grupos químicos chamados grupos metil estão ligados. Eles confirmaram que esses neurônios induzidos têm epigenomas que correspondem aos neurônios do cérebro.

“Essa pesquisa foi feita em células de camundongos, mas planejamos usar a mesma tecnologia para estudar neurônios induzidos feitos com células humanas”, explica Ecker, que é diretor do Laboratório de Análise Genômica de Salk e pesquisador do Howard Hughes Medical Institute. Ecker planeja também colaborar com colegas para aplicar a tecnologia para observar as células humanas para entender melhor o declínio cognitivo relacionado à idade.

Outros pesquisadores no papel foram Rosa Castanon e Joseph R. Nery de Salk; Sean M. Cullen e Margaret A. Goodell do Baylor College of Medicine; e Qian Yi Lee, Orly L. Wapinski, Moritz Mall, Michael S. Kareta e Howard Y. Chang de Stanford.

O trabalho foi apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (concede P50-HG007735 e R01 DK092883), o Instituto de Medicina Regenerativa da Califórnia (concessão RB5-07466) e o Howard Hughes Medical Institute.

DOI: 10.7554 / eLife.40197