PUBLICADO EN 'SCIENCE'

Convierten células de la piel en células del corazón y el cerebro mediante productos químicos

JANO.es · 28 abril 2016

El hallazgo abre la puerta a que, en un futuro, enfermedades como la insuficiencia cardíaca o el párkinson puedan tratarse con medicamentos que regeneren áreas dañadas del corazón y del cerebro a partir de células de los tejidos existentes.

Científicos de los Institutos Gladstone, en Estados Unidos, han transformado células de la piel en células del corazón y células del cerebro usando una combinación de productos químicos. El trabajo anterior sobre reprogramación celular requería la adición de genes externos a las células, por lo que este logro se convierte en una hazaña sin precedentes, según los investigadores, cuyo trabajo sienta las bases para conseguir algún día regenerar células perdidas o dañadas con fármacos.

En sendos estudios publicados en Science y Cell Stem Cell, el equipo de científicos, dirigido por Sheng Ding, y que forma parte del Centro Roddenberry para la Biología de Células Madre y Medicina en Gladstone, empleó cócteles químicos para llevar gradualmente células de la piel a convertirse en células similares a las células madre específicas de órganos y, en última instancia, a células del corazón o del cerebro. Este descubrimiento ofrece un método más eficiente y fiable para reprogramar las células.

"Este método nos lleva más cerca de ser capaces de generar nuevas células en el sitio de la lesión en los pacientes -afirma Ding, autor principal de ambos estudios-. Nuestra esperanza es que un día se puedan tratar enfermedades como la insuficiencia cardíaca o el párkinson con medicamentos que ayuden a regenerar áreas dañadas del corazón y del cerebro a partir de las propias células de los tejidos existentes. Este proceso está mucho más cerca de la regeneración natural que se produce en los animales, como los tritones y salamandras, que desde siempre nos ha fascinado".

   Los corazones adultos tienen una capacidad muy limitada para generar nuevas células, por lo que los científicos han buscado una forma de reemplazar las células perdidas después de un ataque al corazón, como el trasplante de células cardiacas adultas o las células madre en el corazón dañado. Sin embargo, estos esfuerzos han sido en gran medida ineficaces, ya que la mayoría de las células adultas trasplantadas no sobreviven o no se integran adecuadamente en el corazón, y pocas células madre pueden ser inducidas para convertirse en células del corazón.

Un enfoque alternativo de Deepak Srivastava, director de investigación con células madre y cardiovascular en Gladstone, empleó genes para convertir las células formadoras de cicatrices en el corazón de los animales en músculo nuevo que mejoró la función del corazón. Un enfoque de reprogramación química para hacer lo mismo puede ofrecer una manera más fácil de proporcionar señales que inducen al músculo del corazón a regenerarse localmente.

Un cóctel de 9 sustancias

En el estudio de 'Science', los investigadores utilizaron un cóctel de nueve productos químicos para convertir las células de piel humana en células del corazón. Por ensayo y error, encontraron con la mejor combinación de productos químicos para comenzar el proceso de llevar a las células a un estado parecido a las células madre multipotentes, que pueden convertirse en muchos tipos diferentes de células de un órgano en particular. Un segundo cóctel de sustancias químicas y factores de crecimiento hizo que las células se convirtieran en células musculares del corazón.

Con este método, más de 97 por ciento de las células comenzaron a latir, una característica de las células del corazón sanas completamente desarrolladas. Las células también respondieron apropiadamente a las hormonas y molecularmente se parecían a las células del músculo del corazón, no a las células de la piel. Incluso, cuando se trasplantaron las células a un corazón de ratón al inicio del proceso, se desarrollaron como células musculares del corazón y de aspecto saludable dentro del órgano.

"El objetivo final en el tratamiento de la insuficiencia cardiaca es una manera robusta y fiable de que el corazón cree nuevas células musculares --afirma Srivastava, co-autor principal del artículo de 'Science'--. La reprogramación de células del propio paciente podría proporcionar la forma más segura y más eficiente de regenerar músculo cardiaco enfermo o muerto".

En el segundo estudio, publicado en Cell Stem Cell', los científicos crearon células madre neurales a partir de células de piel de ratón utilizando un enfoque similar. El cóctel químico de nuevo consistió en nueve moléculas, algunas de las cuales se superponen con las utilizadas en el primer trabajo.

En más de diez días, el cóctel cambió la identidad de las células, hasta que todos los genes de las células de la piel se apagaron y se convirtieron en genes de células madre neurales gradualmente. Cuando se trasplantaron en ratones, las células madre neuronales se desarrollaron espontáneamente en los tres tipos básicos de células cerebrales: neuronas, oligodendrocitos y astrocitos. Las células madre neurales también fueron capaces de auto-replicarse, algo fundamental para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas o lesión cerebral.

"Con la mejora de su seguridad, estas células madre neurales podrían emplearse un día para la terapia de reemplazo celular en enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson y la patología de Alzheimer", dice el co-autor Yadong Huang, investigador principal de Gladstone. "En el futuro, podríamos incluso imaginar el tratamiento de pacientes con un cóctel de fármacos que actúe sobre el cerebro o la médula espinal, rejuveneciendo las células en el cerebro en tiempo real", concluye.