Por primera vez, los científicos pueden usar muestras de piel de pacientes mayores para crear células cerebrales sin hacer retroceder primero el reloj de la juventud en las células. La nueva técnica, que produce células similares a las que se encuentran en los cerebros de las personas mayores, será una bendición paracientíficos que estudian enfermedades relacionadas con la edad como el Alzheimer y el Parkinson.
"Esto nos permite mantener firmas relacionadas con la edad en las células para que podamos estudiar más fácilmente los efectos del envejecimiento en el cerebro", dice Rusty Gage, profesor en el Laboratorio de Genética del Instituto Salk y autor principal del artículo,publicado el 8 de octubre de 2015 en Célula madre celular .
"Al utilizar este poderoso enfoque, podemos comenzar a responder muchas preguntas sobre la fisiología y la maquinaria molecular de las células nerviosas humanas, no solo en torno al envejecimiento saludable sino también al envejecimiento patológico", dice Martin Hetzer, un profesor de Salk que también participa enla obra.
Históricamente, los modelos animales, desde las moscas de la fruta hasta los ratones, han sido la técnica de referencia para estudiar las consecuencias biológicas del envejecimiento, especialmente en los tejidos que no pueden extraerse fácilmente de muestras de humanos vivos, como el cerebro.En los últimos años, los investigadores recurrieron cada vez más a las células madre para estudiar diversas enfermedades en los seres humanos, por ejemplo, los científicos pueden tomar las células de la piel de los pacientes y convertirlas en células madre pluripotentes inducidas, que tienen la capacidad de convertirse en cualquier célula del cuerpo.allí, los investigadores pueden hacer que las células madre se conviertan en células cerebrales para su posterior estudio, pero este proceso, incluso cuando se toman células de la piel de un ser humano de más edad, no garantiza que las células madre tengan propiedades 'más antiguas'.
"A medida que los investigadores comenzaron a usar estas células más, quedó claro que durante el proceso de reprogramación para crear células madre, la célula también fue rejuvenecida de otras maneras", dice Jerome Mertens, investigador postdoctoral y primer autor del nuevo artículo.
Las firmas epigenéticas en las células más viejas - patrones de marcas químicas en el ADN que dictan qué genes se expresan cuando - se restablecieron para que coincidan con las firmas más jóvenes en el proceso. Esto dificultó el estudio del envejecimiento del cerebro humano, ya que los investigadores no pudieroncrear células cerebrales 'viejas' con el enfoque.
Gage, Hetzer, Mertens y sus colegas decidieron probar otro enfoque, recurriendo a una técnica aún más nueva que les permite convertir directamente las células de la piel en neuronas, creando lo que se llama una neurona inducida ". Hace unos años, los investigadores demostraron que es posiblehaga esto, evitando completamente el estado precursor de las células madre ", dice Mertens.
Los científicos recolectaron células de la piel de 19 personas, desde el nacimiento hasta los 89 años, y las impulsaron a convertirse en células cerebrales usando la técnica de células madre pluripotentes inducidas y el enfoque de conversión directa. Luego, compararon los patrones de expresión génica en elneuronas resultantes con células tomadas de cerebros autopsiados.
Cuando se usó el método de células madre pluripotentes inducidas, como se esperaba, los patrones en las neuronas eran indistinguibles entre muestras derivadas jóvenes y viejas. Pero las células cerebrales que se habían creado usando la técnica de conversión directa tenían diferentes patrones de expresión génica dependiendo de sifueron creados a partir de donantes jóvenes o adultos mayores.
"Las neuronas que derivamos mostraron diferencias dependiendo de la edad del donante", dice Mertens. "Y en realidad muestran cambios en la expresión génica que anteriormente estaban implicados en el envejecimiento cerebral". Por ejemplo, los niveles de una proteína de poro nuclear llamada RanBP17 -cuya disminución está vinculada a los defectos del transporte nuclear que juegan un papel en las enfermedades neurodegenerativas, fueron más bajos en las neuronas derivadas de pacientes mayores.
Ahora que se ha demostrado que la conversión directa de las células de la piel en neuronas retiene estas firmas de la edad, Gage espera que la técnica se convierta en una herramienta valiosa para estudiar el envejecimiento. Y, aunque el trabajo actual solo probó su efectividad en la creación de células cerebrales,sospecha que un método similar permitirá a los investigadores crear células cardíacas y hepáticas envejecidas también.
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Materiales proporcionado por Instituto Salk de Estudios Biológicos . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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