Un neurocientífico de la Universidad de Wisconsin-Madison ha insertado un interruptor genético en las células nerviosas para que un paciente pueda alterar su actividad tomando medicamentos de diseño que no afectarían a ninguna otra célula. Las células en cuestión son neuronas y producen el neurotransmisor dopamina, cuya deficienciaes el culpable del trastorno generalizado del movimiento, la enfermedad de Parkinson.
La dopamina es un químico cerebral esencial para el movimiento coordinado. El reemplazo de dopamina, una terapia estándar para la enfermedad de Parkinson, generalmente pierde su efecto con el tiempo y, con el advenimiento de la tecnología de células madre, los investigadores biomédicos han explorado la noción de hacer células productoras de dopaminaen el laboratorio para trasplante. Y aunque los médicos han probado los trasplantes de células de dopamina, la terapia a menudo falla cuando las células trasplantadas producen demasiado o muy poco del neurotransmisor esencial.
En un estudio publicado el 28 de abril de 2016 en la revista Célula madre celular , Su-Chun Zhang, profesor de neurociencia en el UW-Madison Waisman Center, creó dos tipos de células relacionadas. Cuando detectan el medicamento de diseño, un tipo aumenta la producción de dopamina; el otro lo ahoga.
Zhang y los primeros autores Yuejun Chen y Man Xiong cultivaron las células nerviosas especializadas a partir de células madre embrionarias humanas, que pueden formar cualquiera de los 220 tipos de células en el cuerpo humano. Sus pruebas de comportamiento, diseñadas para mostrar cuándo el ParkinsonLos síntomas disminuyeron en los ratones y confirmaron que tanto los interruptores "arriba" como "abajo" funcionaron según lo previsto. Los resultados sugieren que algún día podría ser posible reanudar los trasplantes de neuronas de dopamina para ayudar a los pacientes con enfermedad de Parkinson.
Pero la capacidad de trasplantar células que responden a medicamentos reguladores podría tener una aplicación mucho más amplia, dice Zhang, quien fue pionero en la transformación de células madre embrionarias en células neuronales. "Soy un hombre neurológico, y el modelo de la enfermedad de Parkinson está muy bienestablecido en ratones: puede medir el resultado en su comportamiento. Si el animal se recupera, debe ser debido a la secreción de dopamina de la célula trasplantada ".
Las células tienden a tener acciones bastante específicas, y la capacidad de controlarlas con medicamentos benignos podría encontrar otros usos, dice Zhang. En la diabetes, por ejemplo, "quizás las células beta que secretan insulina podrían ser trasplantadas, y los pacientes podrían controlarsecreción de insulina con un medicamento de diseño "
El avance actual se construyó con una nueva forma altamente precisa de "edición de genes" llamada CRISPR. La nueva técnica reemplaza el método scattershot de mover genes con algo que se asemeja al comando "buscar y reemplazar" en un procesador de texto que coloca elinserción solo en la ubicación deseada.
La terapia celular fue uno de los beneficios potenciales más promocionados de las células madre embrionarias y las células madre que luego se derivaron del tejido adulto ambas tecnologías fueron pioneras en UW-Madison, pero pocas aplicaciones han llegado a la clínica ya que la tecnología continúa siendorefinado y más seguro. El control es parte del problema, dice Zhang: "Si vamos a utilizar la terapia celular, necesitamos saber qué hará la célula trasplantada. Si su actividad no es correcta, es posible que queramos activarla,o puede que tengamos que reducir la velocidad o detenerlo "
El estudio con ratones mostró ambas habilidades, dice Zhang, quien anticipa que las células también serán diseñadas para contener interruptores que funcionan en ambas direcciones.
Se necesitarán varios pasos importantes antes de que se pueda comenzar el primer ensayo clínico. Estos incluyen :
Tales estudios ya están en marcha, agrega.
A pesar de esos obstáculos, Zhang considera que el descubrimiento es uno de los más emocionantes en su sustancial registro de primicias científicas. Después de que las células manipuladas se trasplantan al cerebro del ratón, dice, "podemos encenderlas o apagarlas, subirlas o bajarlas, usandoun medicamento de diseño que solo puede actuar sobre las células que expresan el receptor de diseño. El medicamento no afecta a ninguna célula huésped porque no tienen ese receptor especializado. Es un sistema muy limpio ".
El estudio muestra, por primera vez con un trasplante de células madre humanas, que debido a esta nueva tecnología de edición de genes, puede regular de forma remota la función de la célula trasplantada, una que es reversible. Si retira el medicamento,vuelve.
Zhang dice que muchas otras condiciones podrían beneficiarse de este enfoque. "Esta es la primera prueba de principio, usando la enfermedad de Parkinson como modelo, pero puede aplicarse a muchas otras enfermedades, y no solo a enfermedades neurológicas".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por David Tenenbaum. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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