Desde su descubrimiento en 2006, las células madre pluripotentes inducidas son una luz de esperanza para muchas enfermedades. Pero la investigación adicional de la compleja regulación de la identidad de las células madre pluripotentes reveló dificultades inesperadas. Un equipo de investigadores del Clúster de Excelencia CECAD ha encontrado ahora una forma eficiente de producir neuronas a partir de células madre pluripotentes. Su investigación fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza.
Como origen de los organismos multicelulares, las células madre pluripotentes pueden diferenciarse en todos los tipos de células del cuerpo. Estas células pueden replicarse indefinidamente en cultivo y, por lo tanto, se consideran inmortales. El estándar de oro de la pluripotencialidad es la célula madre embrionaria (ESC). Las células somáticas, como las células de la piel, pueden reprogramarse para generar células madre pluripotentes inducidas (iPSC) que comparten características similares con las ESC. Como tal, las células madre pluripotentes son una gran promesa para la medicina regenerativa como fuente potencial de células sanas diferenciadas, incluidas las neuronas. Además, estas células representan un recurso invaluable para investigar el desarrollo humano y la enfermedad en las células relevantes (neuronas) afectadas en trastornos como el Alzheimer, el Huntington o el Parkinson.
Los protocolos de diferenciación neuronal de células madre pluripotentes suelen ser costosos y generan una mezcla de diferentes células neuronales y otros tipos de células. Al derribar un solo gen, el equipo dirigido por David Vilchez pudo producir neuronas con una eficiencia del 100 %: «Al silenciar una sola proteína con el método de edición de genes CRISPR, ¡las células comienzan a diferenciarse espontáneamente en neuronas! Eso es un manera excelente y mucho más rápida de aumentar la neurogénesis». En condiciones naturales, este factor llamado CSDE1 impide la diferenciación y mantiene las células en un estado pluripotente. «Este podría ser un mecanismo muy poderoso para tener poblaciones puras de neuronas y facilitar una mejor comprensión de las enfermedades neurodegenerativas».
Hyun Ju Lee, primera autora del estudio, estaba muy emocionada con los rápidos cambios observados en sus ensayos: «Pudimos visualizar los cambios y realmente ver cómo sucedía, la diferenciación va muy rápido. También verificamos dos veces en múltiples líneas de células madre de diferentes donantes y células madre pluripotentes inducidas y obtuvieron los mismos resultados». Para el estudio se utilizaron células madre embrionarias humanas, células madre pluripotentes inducidas y células madre de ratón.
Al usar el nuevo enfoque, sería posible facilitar la generación de neuronas a partir de muestras de diferentes pacientes y estudiar la enfermedad o probar fármacos en ella. Aunque estos resultados son un paso más para la aplicación clínica, todavía queda un largo camino por recorrer, dice David Vilchez: «Las nuevas neuronas de la placa podrían ser importantes para estudiar enfermedades como el Parkinson, el Alzheimer o el Huntington, pero todavía estamos en el punto de partida de esta emocionante investigación». La investigación fue una colaboración entre CECAD, el Centro de Medicina Molecular de Colonia y la Clínica Universitaria de Colonia.
