Por primera vez, los científicos lograron reprogramar directamente las células de la sangre humana en un tipo de célula madre neural previamente desconocida. Estas células madre inducidas son similares a las que se producen durante el desarrollo embrionario temprano del sistema nervioso central. Pueden modificarse y multiplicarse indefinidamente en el plato de la cultura y pueden representar una base importante para el desarrollo de terapias regenerativas.
Se considera que las células madre son las más completas de nuestros tejidos: pueden multiplicarse indefinidamente y luego, si son células madre embrionarias pluripotentes, generan todos los tipos de células concebibles.
Científicos del Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ) y del instituto de células madre HI-STEM * en Heidelberg lograron por primera vez reprogramar directamente las células de la sangre humana en un tipo de célula madre neural previamente desconocida. Estas células madre inducidas son similares a las que se producen durante el desarrollo embrionario temprano del sistema nervioso central. Pueden modificarse y multiplicarse indefinidamente en el plato de la cultura y pueden representar una base importante para el desarrollo de terapias regenerativas.
Se considera que las células madre son las más completas de nuestros tejidos: pueden multiplicarse indefinidamente y luego, si son células madre embrionarias pluripotentes, generan todos los tipos de células concebibles. En 2006, el científico japonés Shinya Yamanaka reconoció que esas células también podrían producirse en el laboratorio, a partir de células corporales maduras. Cuatro factores genéticos solos son suficientes para revertir el curso del desarrollo y producir las llamadas células madre pluripotentes inducidas (iPS) que tienen propiedades idénticas a las células madre embrionarias. Yamanaka recibió el Premio Nobel de Medicina en 2012 por este descubrimiento.
«Este fue un gran avance para la investigación con células madre», dijo Andreas Trumpp, Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ) y Director de HI-STEM en Heidelberg. «Esto se aplica en particular a la investigación en Alemania, donde no se permite la generación de células madre embrionarias humanas. Las células madre tienen un enorme potencial tanto para la investigación básica como para el desarrollo de terapias regenerativas que tengan como objetivo restaurar el tejido enfermo en los pacientes. Sin embargo, La reprogramación también se asocia con problemas: por ejemplo, las células pluripotentes pueden formar tumores de la línea germinal, los llamados teratomas.
Otra posibilidad es no volver por completo el curso del desarrollo. Por primera vez, el equipo de Trumpp ha logrado reprogramar las células humanas maduras de tal manera que se produce un tipo definido de células madre neurales inducidas que pueden multiplicarse casi indefinidamente. «Utilizamos cuatro factores genéticos como Yamanaka, pero diferentes para nuestra reprogramación», explica Marc Christian Thier, primer autor del estudio. «Supusimos que nuestros factores permitirían la reprogramación a una etapa temprana del desarrollo del sistema nervioso».
En el pasado, otros grupos de investigación también reprogramaron células de tejido conectivo en células nerviosas maduras o células precursoras neurales. Sin embargo, estas células nerviosas producidas artificialmente a menudo no podían expandirse y, por lo tanto, difícilmente podrían usarse con fines terapéuticos. «A menudo, era una mezcla heterogénea de diferentes tipos de células que podrían no existir en el cuerpo en condiciones fisiológicas», dijo Andreas Trumpp explicando los problemas.
Junto con el investigador de células madre Frank Edenhofer de la Universidad de Innsbruck y la neurocientífica Hannah Monyer de DKFZ y el Hospital Universitario de Heidelberg, Trumpp y su equipo han tenido éxito en la reprogramación de diferentes células humanas: células del tejido conectivo de la piel o el páncreas, así como células sanguíneas periféricas . «El origen de las células no tuvo influencia en las propiedades de las células madre», dijo Thier. En particular, la posibilidad de extraer células madre neurales de la sangre de pacientes sin intervención invasiva es una ventaja decisiva para futuros enfoques terapéuticos.
Lo que es especial acerca de las células reprogramadas de los investigadores de Heidelberg es que son un tipo de célula homogénea que se asemeja a una etapa de células madre neurales que ocurre durante el desarrollo embrionario del sistema nervioso. «Las células correspondientes existen en ratones y probablemente también en humanos durante el desarrollo temprano del cerebro embrionario», dijo Thier. «Hemos descrito aquí un nuevo tipo de células madre neurales en el embrión de mamíferos.
Estas llamadas «células madre del borde de la placa neural inducida» (iNBSC) tienen un amplio potencial de desarrollo. Los iNBSC de los científicos de Heidelberg son expandibles y multipotentes y pueden desarrollarse en dos direcciones diferentes. Por un lado, pueden tomar el camino del desarrollo hacia las células nerviosas maduras y sus células proveedoras, las células gliales, es decir, se convierten en células del sistema nervioso central. Por otro lado, también pueden desarrollarse en células del nervio neuronal.
Centro Alemán de Investigación del Cáncer (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ)
