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¿Cuál es la causa del autismo? ¿Qué factores aumentan el riesgo de desarrollar esta enfermedad? ¿Cómo se puede frenar su evolución? ¿Y sus síntomas? Estas y otras muchas preguntas no tienen respuesta para afectados o familiares ni para investigadores. De ahí que se de la bienvenida a cualquier avance en este sentido. El último ha sido el que publicó Nature Medicine y se trata de un experimento con el que se han identificado los desequilibrios en el sistema nervioso de las personas con un tipo raro de autismo, denominado síndrome de Timothy.
Se trata de un trastorno raro, solo se han registrado unos 20 casos en todo el mundo, pero a Ricardo Dolmetsch, investigador de la Universidad de Stanford le guiaba una gran motivación para rastrear las causas etiológicas de esta enfermedad. Su hijo había sido diagnosticado con este síndrome, de ahí su empeño por encontrar solución a alguno de esos interrogantes. Para ello recurrió al empleo de iPS, células reprogramadas en neuronas a partir de la piel de algunos pacientes, y se pusieron a observarlas bajo la lente del microscopio.
La ventaja del empleo de estas células es que hasta su aparición el único modo de estudiar este tipo de enfermedades neurológicas era empleando modelos de animales ya que no se podía tomar muestras del cerebro de pacientes por causas evidentes. Con las iPS, se puede analizar el sistema nervioso de cada paciente y ver en tiempo real qué conexiones establecen sus neuronas y qué neurotransmisores producen.
De esta manera, Dolmetsch y su equipo constataron algo que ya se conocía, que existe una alteración en el gen que regula el canal del calcio, lo que genera que entre mucho más calcio en las células, ocasionando múltiples problemas entre los que destaca una alteración del ritmo cardiaco. Además, estos científicos comprobaron que, en el cerebro de estos enfermos, existe un defecto en la diferenciación neuronal en las distintas capas de la corteza cerebral y del cuerpo calloso, el que hace posible la comunicación entre los hemisferios derecho e izquierdo.
Por otro lado, también observaron que las neuronas de estas personas producen más cantidad de norepinefrina y de dopamina (3,5 y 2,3 veces más que las personas sin este problema, respectivamente), dos neurotransmisores que ejercen una función hormonal y que están asociadas al estrés.
«La mayoría de estas anomalías son consistentes con la evidencia existente que relacionan los trastornos del espectro autista con defectos en la conectividad en áreas de la corteza cerebral y muestra un tamaño reducido del cuerpo calloso», explica Dolmetsch. «Nuestro estudio revela cómo esto podría ser asociado con un conjunto de mecanismos específicos a la mala regulación celular del calcio. También demuestra que las neuronas derivadas de las células iPS pueden utilizarse para identificar la base celular de un trastorno neurodegenerativo».
Pero no todo son buenas noticias relacionadas con las oportunidades que abren a la investigación las células iPS. En otro artículo que publica Nature Biotechnology, un grupo de investigadores de diferentes centros médicos de Estados Unidos evidencia las diferencias que existen entre las iPS y las células madre embrionarias. Si bien las primeras investigaciones sobre reprogramación celular presumían que estas células eran como las embrionarias, estudios posteriores cuestionaron este hecho. Este es una evidencia más de esas diferencias.
El equipo liderado por George Daley, del Instituto Médico Howard Hughes, en Boston, comparó células iPS derivadas del cordón umbilical con otras derivadas de la piel de neonatos. Al analizar estas células los investigadores comprobaron que «su patrón de metilación es considerablemente diferente y, a pesar de cumplir los criterios de pluripotencialidad, representan estados epigenéticos distintos». En otras palabras, aunque los dos tipos de células son iPS tienen unas características heredadas en función de su origen lo que las hace diferentes. También al comparar estas células con células madre embrionarias, se pudo observar que las primeras presentaban muchas regiones diferenciadas por estas marcas de su origen.
«Las señales epigenéticas del tejido original que permanecen en las células iPS reflejan las limitaciones técnicas de la reprogramación», señala el estudio. No obstante, estos investigadores sugieren que esa diferenciación podría ser una ventaja para ciertas investigaciones y aplicaciones terapéuticas, «especialmente si se diferencian células pluripotentes a partir de tejidos que representan un reto en este campo».
diciembre 4/2011 (Diario Salud)
Sergiu P Paşca, Thomas Portmann, Irina Voineagu, Masayuki Yazawa, Aleksandr Shcheglovitov, et. al. Using iPSC-derived neurons to uncover cellular phenotypes associated with Timothy syndrome .
Nature Medicine, noviembre 27/2011. (doi:10.1038/nm.2576)
Kitai Kim, Rui Zhao, Akiko Doi, Kitwa Ng, Juli Unternaehrer, et. al. Donor cell type can influence the epigenome and differentiation potential of human induced pluripotent stem cells. Nature Biotechnology, noviembre 27/2011. (doi:10.1038/nbt.2052)
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