El estudio, publicado ayer en la revista Nature, es la consecución de uno de los mayores objetivos en la investigación de células madre: el uso de células madre pluripotentes inducidas (iPS) —que son células madre derivadas de una célula adulta reprogramada—para el estudio de los efectos de la enfermedad en las propias células de un paciente, que de otra manera serían inaccesibles.
El trabajo es “un plano detallado para el uso de células madre para estudiar y tratar enfermedades neurológicas”, dice Jeanne Loring, directora del Centro para Medicina Regenerativa en el Instituto de Investigación de Scripps. (Loring no estuvo implicada en el estudio).
La idea es simple: tomar células de la piel de pacientes con una enfermedad particular, convertir estas células en células madre, direccionar esas células a convertirse en una célula tipo de interés --en este caso, las neuronas liberadoras de dopamina que son afectadas por la enfermedad de Parkinson-- y observar cómo estas células se comportan y reaccionan frente a distintas drogas. Una gran cantidad de artículos recientes han demostrado el desarrollo de células madre especificas de enfermedades para condiciones como el síndrome de Down, esclerosis amiotrófica lateral, atrofia espino muscular, y la enfermedad de Parkinson. El nuevo estudio es el primero en utilizar células derivadas de células iPS para probar drogas y ver sus efectos sobre la enfermedad.
Lorenz Studer, autor principal del articulo y biólogo de desarrollo en el Instituto Sloan-Kettering en Nueva York, y su equipo se enfocaron en una extraña enfermedad llamada disautonomia familiar (FD, por sus siglas en inglés), que afecta las neuronas que controlan funciones como las sensaciones del tacto, la presión arterial y el flujo de las lágrimas. Los síntomas usualmente aparecen y se incrementan en la etapa inicial de la vida, algunas veces desde el nacimiento, e incluyen falta de tono muscular y control de reflejos, problemas para sentir el dolor, presión arterial alta y dificultad al respirar. La enfermedad es causada por una conocida mutación genética, pero los científicos no han podido crear un modelo de la enfermedad en animales.
Los científicos obtuvieron células de la piel de pacientes con FD y crearon líneas de células iPS insertando cuatro genes dentro de las células utilizando varios virus. Las células reprogramadas se comportan como células madre embrionarias, que pueden convertirse en cualquier tipo de células. Los investigadores entonces direccionaron estas células no diferenciadas a convertirse en tipos específicos de células, incluyendo a las células crestas neurales que se convierten en las neuronas afectadas por la FD.
nSe sabe que los pacientes de FD tienen una mutación en un gen que codifica una proteína llamada IKAP. Esta mutación ocasiona que parte de la secuencia genética sea obviada cuando el gen se traduce en una proteína; sin embargo, el defecto genético afecta solamente a ciertos tejidos, por razones desconocidas a la fecha. Para comprender más sobre la enfermedad, los investigadores estudiaron la proteína normal y la mutada en los diferentes tipos de células. Studer dice que ellos esperaban que las células neurales tuvieran más cantidad de la proteína anormal. Pero de hecho, encontraron que la traducción defectuosa ocurrió a cocientes iguales en los distintos tipos de células. Los niveles de IKAP normal eran mucho menores en las células neurales, y esto puede ser la razón de por qué la enfermedad ataca a estas células.
El equipo de investigación encontró también que las células eran defectuosas en su habilidad de diferenciarse en neuronas y no migraban tan fácilmente como células normales en un plato de cultivo. Los investigadores utilizaron estas diferencias para medir el efecto de tres drogas que se habían propuesto como candidatas para el tratamiento contra la FD. Una de ellas, kinetin, una hormona natural de plantas que usualmente se utiliza en tratamientos contra las arrugas en cosmética, mostró resultados promisorios en el tratamiento de las células. Cuando las células eran tratadas con la droga, dice Studer, “se producía una reversión casi completa del defecto de empalme”. Un tratamiento posterior revertió en defecto en diferenciación, aunque no afecto la habilidad de la célula para migrar.
Susan Slaugenhaupt, una neuróloga en el Hospital General de Massachusetts en los Estados Unidos que estudia la FD, dice que estas células ayudan a aliviar una frustración de muchos años en el estudio las enfermedades neurológicas. Esta tecnología provee “la habilidad de examinar tipos de células relevantes a la enfermedad directamente de los pacientes” por primera vez, dice ella. “No puedes coger los cerebros de los pacientes y echar un vistazo a este tipo de células." Slaugenhaupt está ahora en colaboración con el equipo de investigación para otras pruebas de drogas contra la FD utilizando este modelo.
Slaugenhaupt añade que este estudio es el primero en demostrar que la kinetin puede ayudar a las células con la enfermedad y que este hecho “provee de la mejor evidencia hasta la fecha de que un tratamiento a largo plazo con kinetin puede ser beneficioso para pacientes con FD”. Las pruebas clínicas con esta droga están programadas para empezar próximamente.