Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Manuel Serrano, del IRB Barcelona, ha revelado que la vitamina B12 también desempeña un papel fundamental en la reprogramación celular y en la regeneración de los tejidos. Los hallazgos han sido publicados en la revista Nature Metabolism.

La investigación se centró en un proceso experimental conocido como “reprogramación celular”, que se considera que imita las primeras fases de la reparación de los tejidos. El equipo del IRB Barcelona descubrió que la reprogramación celular en ratones consume grandes cantidades de vitamina B12.

De hecho, la disminución de vitamina B12 se convierte en un factor limitante que retrasa y perjudica algunos aspectos del proceso de reprogramación. Teniendo en cuenta la abundancia de vitamina B12 en la dieta normal de los ratones, los investigadores se sorprendieron al observar que la simple suplementación con vitamina B12 mejoraba significativamente la eficiencia de la reprogramación.

Potencial terapéutico en la colitis ulcerosa

Los investigadores validaron sus hallazgos en un modelo de colitis ulcerosa, demostrando que las células intestinales que inician la reparación experimentan un proceso similar a la reprogramación celular y que también se benefician de la suplementación con vitamina B12. Los pacientes con enfermedad del intestino delgado podrían beneficiarse potencialmente de la suplementación con vitamina B12.

“Nuestra investigación revela un papel fundamental de la vitamina B12 en la reprogramación celular y en la reparación de los tejidos. Estos hallazgos son prometedores para la medicina regenerativa, con potencial para beneficiar a los pacientes mediante una mejor nutrición», afirma el Dr. Manuel Serrano.

Entender el papel de la vitamina B12 en la reprogramación celular

En este estudio, los investigadores profundizaron en los requisitos metabólicos de la reprogramación celular, y descubrieron que la vitamina B12 es un factor limitante para una rama particular del metabolismo que está involucrada en una reacción conocida como “metilación”.

Precisamente, el ADN de las células que inician la reprogramación o la reparación tisular requiere niveles muy elevados de esta reacción de metilación y, por tanto, de vitamina B12. Los investigadores descubrieron que la insuficiencia de vitamina B12 durante la reprogramación o la reparación de los tejidos ocasionaba cambios epigenéticos significativos, lo que provocaba errores en la función de múltiples genes.

«La suplementación con vitamina B12 corrigió este desequilibrio, lo que resultó en una mayor fidelidad de la función genética y una mayor eficiencia de la reprogramación en general», confirma la Dra. Marta Kovatcheva, primera autora del estudio e investigadora postdoctoral del mismo laboratorio. La Dra. Kovatcheva abrirá un nuevo laboratorio en 2024 en el Istituto Fondazione di Oncologia Molecolare ETS (IFOM) en Milán, Italia, que se centrará en el estudio de células parcialmente reprogramadas in vivo.

Un estudio independiente vincula la vitamina B12 con una reducción de la inflamación

El grupo liderado por el Dr. Serrano ha publicado recientemente otro estudio, en colaboración con el laboratorio de la Dra. Rosa Lamuela-Raventós, de la Universidad de Barcelona (UB), y el Dr. Ramon Estruch, del Hospital Clínic de Barcelona, en el que se concluyó que las personas con niveles más elevados de vitamina B12 en sangre tenían niveles más bajos de marcadores inflamatorios (IL-6 y PCR).

Los investigadores también observaron una relación similar en ratones de edad avanzada. Estas observaciones sugieren que la vitamina B12 ejerce una acción antiinflamatoria al reducir estos marcadores en el cuerpo y proporcionan información valiosa sobre los posibles beneficios para la salud de la vitamina B12.

La investigación se llevó a cabo en colaboración con los grupos del Dr. Guido Kroemer, del Institut Gustave Roussy (Francia), del laboratorio dirigido por el Dr. Óscar Yanes en la Universitat Rovira i Virgili (España), la plataforma de Bioinformática y Bioestadística del IRB Barcelona, ​​dirigida por la Dra. Camille Stephan-Otto Attolini, la plataforma de Histopatología del IRB Barcelona, dirigida por la Dra. Neus Prats, y la Universidad de Barcelona.

El Dr. Manuel Serrano actualmente trabaja en Altos Labs (Cambridge, Reino Unido).

El proyecto ha obtenido financiación de las siguientes agencias: The Barcelona Institute of Science and Technology (BIST), Asociación Española Contra el Cáncer (AECC), European Molecular Biology Organization (EMBO), Karolinska Institute, Karolinska Institute, Swedish Research Council, Ligue contre le Cancer, Agence National de la Recherche (ANR), Association pour la recherche sur le cancer (ARC), Fondation pour la Recherche Médicale (FRM), European Joint Programme on Rare Diseases (EJPRD), the European Research Council (ERC), Institut National du Cancer (INCA), Institut Universitaire de France, Mark Foundation, Seerave Foundation, Fundación «la Caixa”, Milky Way Research Foundation, Ministerio de Ciencia y Tecnología, Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y Secretaria d’Universitats i Recerca del Departament d’Empresa i Coneixement de la Generalitat de Catalunya.

Referencia

Kovatcheva M, Melendez E, Chondronasiou D, Pietrocola F, Bernad R, Caballe A, et al. Vitamin B12 is a limiting factor for induced cellular plasticity and tissue repair. Nature metabolis[Internet]. 2023[citado 17 nov 2023]; https://doi.org/10.1038/s42255-023-00916-6

8 noviembre 2023 | Fuente: EurekAlert | Tomado de Noticias | Prensa

Investigadoras de la Universidad de Málaga han analizado las propiedades e identidad de las células madre derivadas de la sangre menstrual, las denominadas ‘MenSC’- -células estromales derivadas de la sangre menstrual con propiedades de células madre mesenquimales- caracterizadas por poseer una gran capacidad de auto renovación, lo que la convierten en idóneas para la terapia en medicina regenerativa y enfermedades relacionadas con el sistema inmunitario.

En este momento, las científicas Elena González Muñoz y Alicia Sánchez Mata, pertenecientes al Centro Andaluz de Nanomedicina y Biotecnología (BIONAND), se encuentran trabajando en su definición a nivel celular y molecular. “No es sencillo, pero de manera muy simplificada, son una fracción de las células que forman parte del endometrio que se desprende durante el sangrado menstrual y que tienen propiedades de autorrenovación in vitro (en placa) y presentan cierta capacidad para diferenciarse en otros tipos celulares (la llamada multipotencia)”, explican.

Esta investigación, publicada en la revista iScience, muestra que dichas células ‘MenSC’ poseen un perfil molecular distinto a otras células mesenquimales y que, además, son propensas a la reprogramación celular. “El término reprogramación celular se refiere a la transformación de cualquier célula del cuerpo en una célula madre pluripotente, es decir, con capacidad para diferenciarse a otro tipo celular del organismo. Para ello se utiliza la sobreexpresión artificial o exógena de unos genes característicos, como los presentes en el estado embrionario, para generar estas células pluripotentes inducidas (iPSCs)”, señala la investigadora del Departamento de Biología Celular, Genética y Fisiología de la Universidad de Málaga González Muñoz.

Reprogramación celular

Inicialmente, el primer caso de reprogramación celular se consiguió a partir de células en un modelo animal, en el año 2006, y supuso un cambio de perspectiva en torno al funcionamiento de las células; posteriormente, un año más tarde, se llevaría a cabo con células humanas, gracias al grupo del investigador laureado con el premio Nobel de Medicina en 2012, Shinya Yamanaka. Según las investigadoras, este hallazgo ha revolucionado el campo de la biomedicina y la medicina regenerativa, especialmente cuando intervienen células humanas adultas para ser reprogramadas, ya que ha abierto enormemente las posibilidades a la hora de estudiar y tratar enfermedades.

En los últimos años, se han seguido sumando grandes avances moleculares. González Muñoz subraya, en este sentido, la posibilidad de hacer modelos humanos tridimensionales de enfermedades cada vez con mayor precisión, que permiten entender las rutas moleculares de muchas patologías y generar estrategias terapéuticas. Por ejemplo, destaca la científica de la UMA, generar un pequeño cerebroide a partir de una pequeña biopsia de piel para estudiar alguna enfermedad neurodegenerativa.

A partir de estos avances, el estudio de la Universidad de Málaga da un paso más y plantea una exploración a fondo de las células MenSC, que comparten la expresión de algunos genes con los ovocitos -células germinales femeninas que se forman en el interior de los ovarios-, con un importante papel en la reprogramación celular.

“Las’ MenSC’ ejercen efectos inmunomoduladores e incluso angiogénicos -estimulan la formación de vasos sanguíneos- cuando se trasplantan y aún es necesario un análisis exhaustivo de sus mecanismos. Debemos tener en cuenta que es posible que nos estemos perdiendo propiedades únicas de estas células al compararlas y usar las propiedades de las bmMSC -células madre obtenidas de la médula ósea- como el estándar dorado”, afirma González Muñoz, investigadora principal del laboratorio de reprogramación celular y del estudio.

Así, la experta recalca la capacidad de autoregeneración cíclica que tiene el endometrio tanto a nivel celular como tisular y señala que “es un fenómeno muy llamativo, complejo y aún con muchas incógnitas a nivel de mecanismos moleculares”.

Próximos pasos

Igualmente, la científica de la UMA advierte de la precaución que debe tenerse al buscar una aplicación terapéutica de las células, ya que “la traslación de los resultados en células madre mesenquimales a ensayos clínicos ha sido a menudo decepcionante, lo que ha provocado mucha controversia en el pasado y respalda la necesidad de conocer en profundidad las características y mecanismos celulares antes de pasar a la clínica”.

“Todavía se necesita mucha investigación sobre la definición de identidad celular de las ‘MenSC’, el efecto que tiene sobre sus características, el hecho de cultivarlas, el método de aislamiento, el origen de las donantes o el uso de métodos de enriquecimiento celular que pueden afectar a sus resultados reparadores o regenerativos, y que deben definirse primero para evitar apresurar su uso clínico”, matiza.

En este sentido, González Muñoz apunta a próximos estudios que, además de seguir profundizando en la caracterización a nivel celular, permitan descubrir más acerca de la manera en la que se comunican con células vecinas, qué mensajes se envían o qué las hace tan fáciles de reprogramar, en definitiva, ser convertidas en células pluripotentes, semejantes a las células madre embrionarias.

marzo 1/2022 (Dicyt)

Referencia:

Sánchez-Mata A, González-Muñoz E.: Understanding menstrual blood-derived stromal/stem cells: Definition and properties. Are we rushing into their therapeutic applications?, iScience, Volume 24, Issue 12, 2021, 103501, ISSN 2589-0042, https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.103501.

La salud se ha definido habitualmente en términos negativos como la ausencia de enfermedad. En el artículo, titulado ‘Hallmarks of Health‘ (Claves o determinantes de la salud), López-Otín y Kroemer redefinen en términos biológicos y positivos este concepto mediante la propuesta de un compendio de ocho características organizativas y dinámicas que mantienen las funciones del organismo humano.

“Es la primera vez que se aborda de manera integral la definición de las claves biológicas de la salud humana, que hemos clasificado en tres categorías estrechamente relacionadas entre sí”, ha resaltado Carlos López-Otín, catedrático de Bioquímica de la Universidad de Oviedo.

Las claves analizadas son: compartimentalización espacial (integridad de barreras y contención de perturbaciones locales), mantenimiento de la homeostasis en el curso del tiempo (reciclado y recambio, integración de circuitos, y oscilaciones rítmicas), e inducción de respuestas biológicas al estrés (resiliencia homeostática, regulación hormética, y reparación y regeneración). “La alteración de cualquiera de estas ocho características es patogénica y provoca un desajuste agudo o progresivo del sistema y la pérdida de numerosos parámetros que definen nuestro bienestar físico o emocional”, precisa López-Otín.

En lo que al progreso hacia una medicina de la salud se refiere, el catedrático señala que la medicina ha tenido que centrarse obligatoriamente en el conocimiento y tratamiento de las enfermedades. Sin embargo, los avances tecnológicos en el campo de la biomedicina han traído como consecuencia “la acumulación de múltiples datos procedentes de distintas disciplinas que nos están ayudando a entender mejor los determinantes moleculares y celulares de los procesos biológicos subyacentes al estado global de salud humana”.

Es en este contexto de progreso tecnológico en el que surge este trabajo, donde los investigadores explican cómo la definición de las claves biológicas de la salud puede representar un nuevo marco conceptual que permita progresar hacia una futura medicina orientada a la salud y que sirva para complementar y anticiparse a la medicina de la enfermedad. “De alguna manera, nuestro trabajo trata de poner en contexto biológico, mecanístico y molecular los postulados que han dirigido el decisivo progreso de la medicina preventiva y de la salud pública durante las últimas décadas”.

Equilibrio global

Las ocho claves de la salud definidas están claramente interconectadas, por lo que las intervenciones sobre una de ellas pueden beneficiar a las restantes. “Análogamente, las alteraciones sobre una sola de estas claves pueden conducir a una desorganización biológica global y a la pérdida de la salud de nuestro organismo”, matiza el catedrático de la Universidad de Oviedo.

Desde esta perspectiva no se puede escoger ninguno de los ocho determinantes como más o menos importantes: “La fuerza de la salud está en el conjunto global, en la organización armónica de todos ellos, y en el dinamismo de las respuestas a las perturbaciones”.

A pesar de ello, López-Otín explica que “si tuviera que señalar las claves o procesos que han podido pasar más desapercibidos diría que la estabilidad del microbioma, es decir, el conjunto de microorganismos que colonizan nuestro organismo, y el ajuste de los relojes biológicos, los cuales han adquirido un notable protagonismo en los últimos años. Ambos casos iluminan la necesidad imperiosa de mejorar los hábitos nutricionales de la población y evitar la disbiosis, una alteración patogénica causada por un desequilibrio de la microbiota».

Además, muchas intervenciones biológicas sobre la salud convergen en la inducción de autofagia y hormesis, dos procesos naturales que favorecen estrategias de salud y longevidad. Finalmente, la reprogramación celular y la  también han logrado salir del terreno de los laboratorios y comenzar a aproximarse a los hospitales para el tratamiento de algunas enfermedades.

En lo que a la estabilidad emocional se refiere, es un determinante fundamental de la salud, y, de hecho, “en la descripción molecular de la práctica totalidad de las claves biológicas de la salud hemos contemplado la influencia de este aspecto”.

Integración de disciplinas

El artículo ha comenzado a ser distribuido por alguna universidad entre los estudiantes de medicina, según explica Carlos López-Otín, para animarles a profundizar en su formación global porque “hoy es tiempo de miradas integradas a la salud y a la enfermedad, algo que sin duda es una tarea compleja y necesitará que las nuevas generaciones de médicos se formen en nuevas disciplinas”.

Además, el artículo presenta nuevas ideas acerca de cómo puede combinarse la información clínica y biológica generada por las nuevas tecnologías ómicas (genómicas, epigenómicas, metagenómicas, proteómicas o metabolómicas) de obtención y análisis de datos masivos, con el empleo de algoritmos de inteligencia artificial. En el trabajo los investigadores discuten sobre las posibilidades actuales de implantar estas nuevas ideas en un contexto de enorme progreso tecnológico, “pero que debe integrarse necesariamente en sistemas de salud cada vez más frágiles y continuamente amenazados por factores biológicos, sociales, económicos y políticos”.

febrero 11/2021 (Diario Médico)

Investigadores del Instituto de Neurociencias (UBNeuro) y del Instituto de Sistemas Complejos (UBICS)  de la Universidad de Barcelona han demostrado que es posible generar neuronas a partir de las células de la piel de un donante utilizando tecnología de reprogramación celular.

Según los resultados obtenidos, publicados en la revista Stem Cells Translational Medicine, estas neuronas son capaces de integrarse en el circuito neuronal cuando se trasplantan a una pequeña porción de cerebro obtenida de un donante humano.

Con el uso de un rastreo neuronal monosináptico mediante virus y registros electrofisiológicos, los científicos demostraron que las células trasplantadas se integran en una red neuronal ya establecida y que son capaces de recibir señales y establecer contactos sinápticos con las neuronas de esa porción de cerebro.

“Es un gran avance en el tratamiento del daño cerebral, porque la mayoría de los estudios realizados para demostrar la viabilidad de los trasplantes de células madre como terapia se han llevado a cabo con modelos animales, como ratones o ratas”, explica Daniel Tornero, profesor de la Universidad de Barcelona y miembro del UBNeuro.

“Aquí hemos establecido un método para demostrar que estas terapias también son eficientes cuando se trasplantan células humanas en un tejido humano. Además, las células del injerto pueden generarse a partir de células de la piel humana para el trasplante alogénico, es decir, trasplante de células obtenidas del mismo paciente, evitando un posible rechazo del injerto y los problemas éticos asociados a este tipo de terapias”, añade Tornero.

Las células madre neuroepiteliales (It-NES) convertidas en neuronas corticales, capaces de formar redes sinápticas en el cultivo celular, se diferencian y maduran cuando se trasplantan ex vivo en cultivos organotípicos de corteza cerebral de un humano adulto.

Estrategias futuras para aplicaciones terapéuticas

Los autores han combinado técnicas de biología celular con células madre y el análisis de redes neuronales funcionales desde una perspectiva física. Esta colaboración ha permitido entender mejor la complejidad del modelo experimental y definir estrategias futuras para aplicaciones terapéuticas.

El estudio se ha desarrollado en colaboración con el laboratorio de Zaal Kokaia, del Lund Stem Cell Center en Suecia.

agosto 30/2020 (SINC)

Referencia:

Hansen M.G: et al. Grafted human pluripotent stem cell‐derived cortical neurons integrate into adult human cortical neural circuitry. Stem Cells Translational Medicine, junio de 2020. Doi:10.1002/sctm.20-0134

El circuito genético produce la maquinaria molecular necesaria para la producción de un compuesto que inhibe una proteína la cual tiene un papel esencial en el crecimiento y la supervivencia de las células cancerosas. Inhibir dicha proteína hace que dichas células no consigan sobrevivir en el microambiente tumoral de poco oxígeno y escasos nutrientes.

A medida que los tumores crecen y se desarrollan, sobrepasan rápidamente la capacidad de suministro de oxígeno que proporcionan los vasos sanguíneos existentes. Esto hace que las células cancerosas necesiten adaptarse a un entorno bajo en oxígeno.

Para poder sobrevivir, adaptarse y crecer en entornos hipóxicos (con escasez de oxígeno), los tumores contienen niveles crecientes de una proteína llamada HIF-1. La HIF-1 detecta los niveles reducidos de oxígeno y desencadena muchos cambios en la función celular, incluyendo un metabolismo diferente y el envío de señales para la formación de nuevos vasos sanguíneos. Se piensa que, en líneas generales, los tumores secuestran la función de esta proteína (HIF-1) para sobrevivir y crecer.

En un esfuerzo para conocer mejor el papel de la HIF-1 en el cáncer, y para demostrar el potencial de inhibir esta proteína en la terapia contra él, el equipo de Ishna Mistry y Ali Tavassoli, de la Universidad de Southampton en el Reino Unido, modificó una línea celular humana agregándole un circuito genético que produce la sustancia inhibidora de HIF-1 cuando se halla en un entorno hipóxico.

Imágenes microscópicas de las células modificadas (núcleos en azul) con la proteína HIF-1 (visualizada en rojo). En el recuadro de la izquierda, las células se encuentran en hipoxia pero la HIF-1 sigue activa (puntos rojos). En el recuadro de la derecha, las células también se hallan en hipoxia pero se genera el inhibidor y el resultado es que se inhibe la HIF-1, como se demuestra por la ausencia de puntos rojos.

Los autores del estudio han conseguido mostrar que las células modificadas producen el inhibidor de HIF-1, y que esta molécula se ocupa de inhibir la función de la HIF-1 en las células, limitando su capacidad de sobrevivir y de crecer en un entorno con limitación de nutrientes.

Dicho de modo simple, los investigadores han proporcionado a estas células modificadas la capacidad de contraatacar, al evitar activamente que una proteína clave funcione en las células cancerosas. Esto abre la posibilidad de producir y utilizar circuitos centinelas, que produzcan otros compuestos bioactivos en respuesta a cambios ambientales o celulares, para actuar contra una serie de enfermedades, incluyendo el cáncer.

El circuito genético queda incorporado en el cromosoma de una línea de células humanas que codifica para la maquinaria proteica necesaria para la producción de su inhibidor de HIF-1 (un péptido cíclico). La producción de este inhibidor surge en respuesta a la hipoxia en estas células.

El próximo paso para los investigadores será demostrar la viabilidad de este método para la producción in situ de una sustancia anticáncer en un sistema modelo de tumor completo.
diciembre 25/2016 (noticiasdelaciencia.com)

Leer más en:

Reprogramming the Transcriptional Response to Hypoxia with a Chromosomally Encoded Cyclic Peptide HIF-1 Inhibitor

Todos los trabajos anteriores sobre reprogramación celular requerían añadir genes externos a las células, pero el nuevo descubrimiento ofrece un método más eficiente y seguro para reprogramar células y evitar preocupaciones médicas en torno a la ingeniería genética, como la aparición de tumores, dijo el profesor Ding Sheng de la Universidad de California, San Francisco, quien dirigió el estudio.

«Este método nos acerca a poder generar nuevas células en el sitio de lesión de los pacientes», dijo Ding, cuyos dos artículos fueron publicados en las revistas estadounidenses Science y Cell Stem Cell.

El corazón de un adulto tiene una muy limitada capacidad para generar nuevas células, de modo que los científicos han buscado una forma de reemplazar las células perdidas tras un infarto, como trasplantar células cardiacas adultas o células madre en el corazón dañado. Sin embargo, estos esfuerzos han sido muy ineficaces debido a que la mayoría de las células adultas trasplantas no sobreviven o no se integran de forma adecuada en el corazón y a que pocas células madres pueden ser transformadas en células cardiacas.

Un enfoque alternativo utilizó genes para convertir células cicatrizantes en el corazón de los animales en un nuevo músculo que mejoró la función del corazón. En el artículo publicado en Science, los investigadores utilizaron un coctel de nueve químicos para transformar células de la piel humana en células cardiacas. A base de prueba y error, los investigadores encontraron siete químicos que transforman las células en células madres multipotentes similares, las cuales pueden transformarse en muchos tipos de células en un órgano particular. Dos químicos adicionales ayudaron a la transición de las células para convertirse en células musculares cardiacas. En el segundo estudio, publicado en Cell Stem Cell, los científicos crearon células madre neurales a partir de células de la piel de ratones utilizando un enfoque similar. El coctel químico volvió a consistir en nueve moléculas, algunas de las cuales fueron utilizadas en el primer estudio. Cuando fueron trasplantadas en los ratones, las células madre neuronales espontáneamente se convirtieron en tres tipos básicos de células cerebrales: neuronas, oligodendrocitas y astrocitas. Las células madre neuronales también pudieron autoreplicarse, lo que las hace ideales para tratar enfermedades neurodegenerativas como lesiones cerebrales.
abril 29/2016 (Xinhua)

La reprogramación celular «in vivo», cuya primera prueba de concepto aportó el equipo de Manuel Serrano (CNIO), empieza a tomar cuerpo con la aportación de nuevos estudios. En The Journal of Visualized Experiments, un trabajo dirigido por Kostas Kostarelos, del Laboratorio de Nanomedicina en la Universidad de Manchester, en el que han participado investigadores del University College de Londres, demuestra que es posible reprogramar células somáticas con los factores descubiertos por el premio Nobel japonés Shinya Yamanaka introducidos en ADN plasmídicoo.

Estos científicos inyectaron grandes cantidades del ADN plasmídico con los factores de Yamanaka en un periodo muy corto de tiempo en ratones; la principal ventaja que aporta esta fórmula es que, a diferencia de usar un virus como vector, el ADN plasmídico no dura demasiado tiempo, por lo que se reduce el riesgo de crecimiento incontrolado y de aparición de tumoraciones, la gran preocupación de la reprogramación celular.

De esta forma, los investigadores indujeron en células somáticas del hígado de ratones adultos el estado de pluripotencialidad propio de las iPS. «Este experimento muestra que la reprogramación «in vivo» de células somáticas a pluripotenciales puede hacerse sin recurrir a virus, de forma transitoria, con seguridad y rapidez».
septiembre 13/2014 (Diario Médico)

Açelya Yilmazer, Irene de Lázaro, Cyrill Bussy, Kostas Kostarelos. In vivo Reprogramming of Adult Somatic Cells to Pluripotency by Overexpression of Yamanaka Factors. The Journal of Visualized Experiments 2013.

En un estudio que publica la edición electrónica de Nature (doi:10.1038/nature11557), el grupo de Juan Carlos Izpisúa, director del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMRB) y del Laboratorio de Expresión Génica en el Instituto Salk (La Jolla, California), ha desarrollado células de pluripotencialidad inducida (iPS) a partir de células de la piel de pacientes con párkinson, mediante la técnica reprogramadora.

Las células iPS que se diferenciaron posteriormente en células madre neuronales presentaban la mutación que se encontraba en los pacientes: una alteración en el gen LRRK2, ya conocida por su relación con la enfermedad de Parkinson esporádica y familiar.

Arquitectura celular
Sobre ese modelo celular de la enfermedad, los científicos han podido determinar que la mutación altera la morfología de la membrana que rodea al núcleo de las células madre neuronales. El daño en la arquitectura nuclear conduce a la destrucción de las células, así como a la capacidad para generar nuevas neuronas funcionales, incluyendo las dopaminérgicas.

Los resultados obtenidos a partir de las células se han contrastado con muestras de cerebro postmortem de pacientes con párkinson para concluir que presentaban la misma alteración en la membrana del núcleo celular.

«Este hallazgo ayuda a explicar por qué la enfermedad de Parkinson, que tradicionalmente se ha asociado con la pérdida de neuronas dopaminérgicas y con alteraciones motoras, puede también presentar además de disfunciones motoras, otras no motoras, tales como depresión y ansiedad», expone Izpisúa. «Nuestro trabajo identifica la degeneración del núcleo como un factor previamente desconocido en la enfermedad de Parkinson».

El trabajo no concluye si las alteraciones observadas en la membrana nuclear de las células madre neuronales causan el mal de Parkinson o si estas aberraciones son una consecuencia de la enfermedad, pero «abren la puerta al tratamiento farmacológico de estos pacientes».

Así, los investigadores, del CMRB, del Instituto Salk, de la Universidad de California, en San Diego, y del Instituto de Biofísica de Pekín, han utilizado técnicas de edición genética para corregir las mutaciones en la células madre neuronales; la corrección ha permitido reparar el daño de la membrana nuclear, y mejorar la supervivencia y el funcionamiento de esas células.

También han podido reparar químicamente el daño en el envoltorio nuclear, administrando un inhibidor de la mutación en la cinasa de este estudio, lo que corrobora los resultados obtenidos en la corrección génica. «Los ensayos clínicos actuales exploran la posibilidad del trasplante de células madre neuronales, así como su posterior diferenciación con el fin de compensar el régimen de dopamina. Nuestro trabajo proporciona una plataforma excepcional para el desarrollo de ensayos similares en células de pacientes una vez corregidas», señala Izpisúa.

El hallazgo también podría tener repercusiones en el diagnóstico, pues «las observaciones realizadas en muestras de pacientes, tales como los parámetros de deformación nuclear, se podrían añadir al conjunto de factores que se tienen en cuenta a la hora de efectuar el diagnóstico de la enfermedad de Parkinson».

Envejecimiento
Este trabajo se enmarca en una línea de investigación del grupo de Izpisúa que desde hace tiempo se plantea el envejecimiento como un factor de riesgo clave para diversas enfermedades, desde las cardiovasculares a las neurodegenerativas. «Es obvio y evidente, pero es un hecho:enfermamos más frecuentemente cuando envejecemos, lo que invita a estudiar la posibilidad de intervenir en este proceso como una vía paralela para tratar de curar determinadas patologías», expone a DM en un correo electrónico.

En ese estudio, donde se ha trabajado con un modelo de párkinson en células reprogramadas, se ha constatado que «las alteraciones asociadas a la mutación en las células madre neuronales aparecían a medida que estas células se hacían viejas, y no se manifestaban mientras eran jóvenes. De hecho, la alteración en la membrana nuclear ya se había identificado en anteriores estudios en células con progeria, y en otros tipos celulares en la población normal, conforme envejece».
octubre 17/2012 (Diario Médico)

Guang-Hui Liu, Jing Qu, Keiichiro Suzuki, Emmanuel Nivet, Mo Li, Juan Carlos Izpisua Belmonte.Progressive degeneration of human neural stem cells caused by pathogenic LRRK2. Nature  17 Oct 2012

Ese proceso permitió observar los problemas que existen en la conexión neuronal de los afectados. También revela que existen nuevos genes involucrados en esta patología psiquiátrica.

En su metodología investigativa aislaron células de la piel de cuatro esquizofrénicos, mediante técnicas de reprogramación, para convertirlas en unidades pluripotenciales inducidas, o sea, capaces de transformarse en cualquier célula del organismo. Después las cultivaron y las convirtieron en neuronas, detallan los especialistas.

Ese mismo proceso lo repitieron en personas sanas y compararon los resultados de ambos grupos. Las neuronas de los esquizofrénicos eran diferentes y las conexiones entre sí eran pobres, indicó Kristen Brennand, una de las autoras.

De esa manera identificamos unos 600 genes cuya actividad estaba mal regulada en las neuronas aisladas de los pacientes esquizofrénicos, subrayó la especialista.

Eso muestra que la esquizofrenia es una enfermedad genética, en la cual existe una disfunción neuronal independiente del ambiente, destacó.

Trastorno mental que dificulta establecer la diferencia entre experiencias reales e irreales, pensar de manera lógica y tener respuestas emocionales normales, la esquizofrenia afecta casi al uno por ciento de la población mundial y se manifiesta por igual entre hombres y mujeres, aunque en estas últimas tiende a comenzar más tarde y ser más leve.

Londres, abril 14, 2011 (PL)

Nota: Los usuarios del dominio *.sld.cu tienen acceso al texto completo de este artículo a través de Hinari
Nature: Modelling schizophrenia using human induced pluripotent stem cells.  Published online 13 April 2011
Tomado de Selección Temática de Prensa Latina: Copyright 2011 “Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.”

NOTA: Los lectores del dominio *sld.cu tienen acceso al texto completo de esta carta a través de Hinari, en la edición del 23 de febrero del 2011.

Recapitulation of premature ageing with iPSCs from Hutchinson–Gilford progeria syndrome (doi:10.1038/nature09879)