Células madre para enfermedades neurodegenerativas

2010/03/01 Sanchez Pernaute, Rosario - Neurologoa. Zelula ama neuronalen laborategiko zuzendariaInbiomed Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Bioteknologia
• Medikuntza

Neuronas humanas. Ed. : Fundación Inbiomed.

Las enfermedades neurodegenerativas se caracterizan por su afectación a determinadas neuronas o grupos neuronales, con la consiguiente pérdida progresiva de capacidad para desempeñar su función. El Alzheimer y el Parkinson son son los más habituales. En la actualidad, la mayoría de los tratamientos existentes afectan a los síntomas y a las señales clínicas, no afectan a la fuente -en la mayoría de los casos- ni alteran el proceso patogénico. Por eso creemos que para desarrollar terapias efectivas, que puedan frenar o restablecer la neurodegeneración, es necesario generar conocimiento. Debemos conocer los procesos biológicos que hay detrás, identificando secuencialmente las dianas y moléculas que van a interrumpir o debilitar el proceso degenerativo.

Las células madre humanas nos permiten investigar el desarrollo normal y anormal de las neuronas humanas, tanto cuando están aisladas como cuando están acompañadas de otras poblaciones celulares importantes. También podemos investigar cuáles son los factores que intervienen en la vulnerabilidad selectiva de las neuronas, ya que estas enfermedades se caracterizan por influir en determinados tipos de neuronas: dopaminérgicas en el parkinson, neuronas motoras de la rama delantera en la esclerosis lateral amiotrófica... Y por último, podemos explorar vías específicas de supervivencia y muerte celular.

Además, el uso de células madre permite diseñar modelos predictivos in vitro que permitan analizar y valorar nuevos medicamentos. Estos modelos permiten probar medicamentos capaces de influir en el desarrollo de la enfermedad y restaurar la función afectada. Por último, partiendo de células humanas pluripotentes, es posible crear poblaciones neuronales aptas para la terapia celular en algunas enfermedades.

Reprogramación

Desde hace dos años está disponible una nueva tecnología, la reprogramación celular a través de ciertos factores. Es una técnica ideada por Shinya Yamanakana que nos permite crear células pluripoteneas o iPS (células madre pluripotentes inducidas) a partir de células adultas diferenciadas de cualquier persona (por ejemplo, fibroblastos superficiales). La técnica se basa en factores de transcripción que mantienen un estado de pluripotencia. Algunos factores de transcripción (proteínas que regulan la expresión de los genes) son capaces de activar sus genes correspondientes y reactivar el circuito molecular que controla la pluripotencia y autoinnovación de células madre. Este tipo de reprogramación se basa en la expresión excepcional de estos factores.

Para integrar estos factores en células adultas utilizamos vectores virales. Transportan transgen y marcadores como proteínas fluorescentes para poder seguir el proceso in vivo. La eficacia del proceso es baja, pero somos capaces de obtener células pluripotentes genéticamente idénticas a las de los pacientes. Luego podemos trabajar con estas células (en nuestro caso las neuronas): podemos analizar in vitro cuáles son los factores causantes de la aparición y desarrollo de la enfermedad y medir la influencia de moléculas potencialmente terapéuticas. En los próximos meses se dispondrá en Inbiomed del equipamiento necesario para la distribución celular dirigida por fluorescencia (FACS), lo que permitirá realizar estos estudios de forma más rápida y precisa.

La reprogramación celular ha supuesto una revolución en el campo de las células madre, eliminando algunos problemas éticos y sociales relacionados con el uso de células madre embrionarias y tejidos fetales. Sin embargo, cabe destacar que esta estrategia es válida fundamentalmente para enfermedades de origen genético, ya que otros factores (epigenéticos) son "eliminados" en el proceso de reprogramación. Así, por el momento, dos tipos de células pluripotentes (embrionarias y reprogramadas) son complementarias. Por otro lado, cabe destacar que estos modelos de enfermedades tienen por el momento grandes dificultades para reproducir la influencia de la edad y el envejecimiento (factores críticos en el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas).

Terapia con células alternativas

En la enfermedad de Parkinson muere un grupo de neuronas que producen dopamina. Por lo tanto, la cantidad de dopamina disminuye en una zona del cerebro que modula los movimientos y aparecen síntomas motores característicos de la enfermedad. La administración del precursor o a través de fármacos que imitan su efecto elimina los síntomas de la enfermedad.

Dado que la población neuronal afectada por el proceso patológico es relativamente conocida, la terapia con células alternativas --es decir, la producción de dopamina mediante el trasplante de neuronas sanas - fue considerada una opción desde hace más de 30 años. Los ensayos de terapia celular se iniciaron a finales de la década de los 80 y se han utilizado neuronas fetales para la vacunación de pacientes con parkinson. Se ha demostrado que las neuronas trasplantadas han vivido hasta 14 años en muchos pacientes, incluso restaurando la función cerebral de los adultos, pero en otros casos el beneficio ha sido muy limitado o no ha sido beneficioso, y algunos pacientes también han sufrido daños. Uno de los mayores obstáculos a la optimización de este tipo de tratamiento ha sido la escasez de células apropiadas, lo que ha provocado tanta expectación en este campo de investigación.

La fecundidad de las células madre adultas es limitada y el número de linajes adultos que pueden producir es muy reducido. Por el contrario, de las células madre pluripotentes puede derivarse cualquier célula de un organismo adulto. La utilización de factores y medios de crecimiento adecuados permite orientar la diferenciación de células madre hacia neuronas dopaminérgicas idénticas a las degeneradas por efecto del parkinson. Esperamos que con estas neuronas podamos crear una fuente de células apta para la terapia. Para ello, cualquier medicamento deberá cumplir los requisitos de seguridad, igualdad, capacidad, repetibilidad, etc. ). La investigación está avanzada, pero es imposible decir cuándo se convertirá en pacientes reales.

Me gustaría transmitir una idea importante para terminar. En el desarrollo de la investigación NO es lineal la relación entre inversión (esfuerzo, tiempo, dinero) y resultados traslacionales. NO es correcto, sobre todo cuando se analiza a corto plazo. Este concepto es muy importante, ya que no se puede separar del concepto de investigación, y es fundamental para evitar falsas expectativas que generan frustración y descontento social con los científicos.