Los científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis han transformado las células de la piel de pacientes con enfermedad de Huntington en el tipo de célula cerebral afectada por el trastorno. La masa resultante de neuronas sirve como una nueva herramienta para estudiar la enfermedad degenerativa y eventualmente fatalcondición neurológica, según los investigadores.
El estudio, publicado el 5 de febrero en Neurociencia de la naturaleza , mostró que las células nerviosas de los pacientes, convertidas directamente de las células de la piel de los pacientes, exhibían "síntomas" del trastorno, incluyendo daño en el ADN, mitocondrias disfuncionales y muerte celular. La corrección de genes que funcionaban mal en estas neuronas reprogramadas previno la célulamuerte que es característica de la enfermedad de Huntington, un trastorno genético hereditario que causa deterioro cognitivo y movimientos musculares involuntarios. Los síntomas generalmente aparecen en personas con la enfermedad cuando tienen entre 30 y 50 años y empeoran constantemente con el tiempo. En promedio, los pacientes viven alrededor de 20 añosdespués de que comienzan los síntomas.
"Esta es una herramienta poderosa para investigar las razones por las cuales las células cerebrales particulares con la mutación asociada a la enfermedad se enferman con el tiempo y eventualmente mueren", dijo el autor principal Andrew S. Yoo, PhD, profesor asistente de biología del desarrollo ".En teoría, podríamos modelar la progresión de la enfermedad reprogramando las células de la piel de pacientes de diferentes edades, incluso antes de que comiencen los síntomas. Y si hay medicamentos o compuestos que pueden ayudar a estos pacientes, podemos probarlos primero en este sistema ".
La enfermedad de Huntington y otras afecciones cerebrales hereditarias son difíciles de estudiar porque es difícil obtener muestras de neuronas de pacientes vivos. Buscando lo mejor, los científicos han encontrado formas de transformar las células de la piel en células cerebrales.
Las células de la piel son fáciles de recolectar de los pacientes y comparten el mismo modelo genético, y mutaciones que causan enfermedades, que las células cerebrales. Los investigadores, incluido el primer autor Matheus Victor, PhD, un investigador asociado postdoctoral, se propusieron generar neuronaseso imitaría a los de pacientes adultos para modelar el inicio y la progresión de la enfermedad de Huntington. Lograron este objetivo con un método de conversión directa que desarrollaron.
El método permite que las células de la piel pasen por alto la etapa de células madre a medida que se reprograman en neuronas. Al pasar por una etapa de células madre se restablece el reloj del desarrollo a un estado similar al embrionario, eliminando los efectos asociados con la edad del trastorno. PeroLas neuronas reprogramadas directamente conservan su edad, junto con los problemas asociados con la enfermedad de Huntington de inicio en la edad adulta, según Yoo y sus colegas.
En la reprogramación directa, los investigadores expusieron las células cutáneas adultas a una mezcla específica de moléculas de señalización que la investigación anterior de los científicos descubrió que convertiría las células sanas de la piel directamente en un tipo de célula cerebral llamada neuronas espinosas medianas, sin pasos intermedios a lo largo del proceso.Este cóctel de señalización reempaqueta el ADN, pliega las instrucciones para las células de la piel y despliega las instrucciones para las neuronas. En este método, las neuronas espinosas medianas reprogramadas resultantes retienen la edad cronológica del paciente, junto con los síntomas del trastorno asociados con la edad.
Aunque otros tipos de células neuronales se ven afectadas, las neuronas espinosas medianas son las más afectadas por el daño causado por la enfermedad de Huntington. El error genético que causa la enfermedad hace que una proteína clave, Huntingtin, se deforme y no funcione correctamente. Como resultado,el mal funcionamiento de la proteína se acumula y, por algún conjunto de eventos que aún se desconoce, eventualmente mata la célula. Dado que la muerte neuronal puede recapitularse en neuronas de pacientes directamente reprogramadas, Yoo dijo que la nueva técnica ofrece una forma de estudiar los detalles de cómo las posibles terapias- incluidos los medicamentos que se están probando actualmente en ensayos clínicos - podría rescatar de la muerte a las neuronas espinosas medianas.
Con un enfoque en comprender los detalles de cómo la enfermedad progresa para causar la muerte celular, Yoo y sus colegas identificaron otra proteína importante. Se sabía que la proteína, llamada SP9, era importante para las neuronas espinosas medianas normales, pero no había sido previamenteasociado con la enfermedad de Huntington. Los investigadores encontraron significativamente menos SP9 en las neuronas espinosas medianas transformadas de los pacientes de Huntington. Realizaron un experimento en el que devolvieron SP9 a las células enfermas y descubrieron que devolver esta proteína a las neuronas enfermas reducía la muerte celular aniveles similares a las células de control sanas.
"Queremos entender qué impulsa la progresión de la enfermedad con el tiempo", dijo Yoo. "La mayoría de los trastornos neurodegenerativos empeoran con el tiempo, por lo que este método de modelado podría aplicarse en otras condiciones. Esta técnica nos permite capturar las características de la enfermedad enmomentos distintos en su progresión. Eso es importante para comprender lo que está sucediendo y encontrar formas de detenerlo ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de medicina de la Universidad de Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :