Una nueva técnica desarrollada en el Instituto Tecnológico de Massachusetts ayuda a convertir células de la piel en neuronas sin necesidad de transformarlas primero en células madre. Como se ha demostrado en células de ratón, este método facilita y hace más eficiente la producción de grandes cantidades de neuronas.
Si se introduce en humanos, podría ser revolucionario para tratar enfermedades asociadas a lesiones de la médula espinal y cambios neurodegenerativos.
«Fuimos capaces de llegar a rendimientos en los que podíamos hacer preguntas sobre si estas células pueden ser candidatos viables para las terapias de reemplazo celular, que esperamos que podrían ser. Ahí es donde nos pueden llevar este tipo de tecnologías de reprogramación», afirma Katie Galloway, una de las autoras del estudio.
De la piel a las neuronas: Saltarse la fase de célula madre
Los métodos tradicionales para convertir un tipo de célula en otro requieren un paso intermedio: reprogramar la célula en una célula madre pluripotente inducida (iPSC) antes de diferenciarla en el tipo deseado.
«A menudo, uno de los retos de la reprogramación es que las células pueden quedarse atascadas en estados intermedios», afirma Galloway. «Así que estamos utilizando la conversión directa, donde en lugar de pasar por un intermedio iPSC, vamos directamente de una célula somática a una neurona motora».
El equipo del MIT es pionero en un método que elimina la fase de célula madre con la conversión directa. Utilizando sólo tres factores de transcripción, junto con otros dos genes que ayudan a la proliferación, fueron capaces de convertir células de piel de ratón en motoneuronas. El resultado fue la generación de más de diez neuronas a partir de una sola célula cutánea, lo que supone un aumento del 1.100% con respecto a otras técnicas.
«Si se expresaran los factores de transcripción a niveles realmente altos en células no proliferativas, las tasas de reprogramación serían realmente bajas, pero las células hiperproliferativas son más receptivas. Es como si hubieran sido potenciadas para la conversión y se volvieran mucho más receptivas a los niveles de los factores de transcripción», explica Galloway. dice.
Liberación eficiente de genes para la máxima producción de neuronas
Uno de los principales obstáculos para lograr la conversión celular directa es garantizar que todos los genes requeridos se administren en los umbrales necesarios. En investigaciones anteriores, cada gen necesitaba un vector vírico distinto, lo que dificultaba el control de la expresión. Ahora, los investigadores han resuelto el problema combinando los tres factores de transcripción en un virus modificado, lo que ha dado lugar a niveles de expresión adecuados y ha transformado todo el proceso.
Para aumentar aún más la eficacia, se utilizó un virus diferente para introducir otros dos genes, que facilitan una división celular más rápida. Las células que pasaron por esta fase de hiperproliferación se volvieron considerablemente más fáciles de convertir y, como resultado, aumentó enormemente el rendimiento neuronal.
Tras probar diversos sistemas de administración viral, el equipo descubrió que los retrovirus eran los más eficaces. Además, la reducción de la densidad celular en el cultivo mejoró aún más las tasas de conversión, permitiendo la producción rápida de un gran número de neuronas en tan sólo dos semanas.
Aunque ya se están realizando ensayos clínicos con neuronas derivadas de iPSC para el tratamiento de la ELA, la generación de cantidades suficientes de neuronas de alta calidad sigue siendo un reto. Este nuevo método de conversión directa podría proporcionar una alternativa más eficiente, acelerando potencialmente el desarrollo de terapias basadas en neuronas.
El estudio se ha publicado en Cell Systems.