Transforman células de piel humana en neuronas

Sabemos que las células madre embrionarias pueden convertirse en células hepáticas, de la piel, neuronas o cualquier otra pieza de ese rompecabezas que es el cuerpo humano. Una vez que se han diferenciado, es bastante complicado convertir un tipo de célula en otra. Sin embargo, un artículo publicado en Nature da cuenta que un grupo de científicos estadounidenses liderados por Marius Wernig de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford, ha logrado transformar directamente células de la piel en un neuronas. El proceso, llamado transdiferenciación, constituye uno de los más interesantes de la biología actual.

Todos hemos oído hablar de las células madre embrionarias (ESC, por Embrionary Stem Cells) y de su capacidad para “convertirse” en prácticamente cualquier tipo de células. Se las utiliza para reparar corazones, recuperar la vista y decenas de aplicaciones más. Pero las demás células de nuestro organismo lo tienen bastante más difícil a la hora de convertirse en “otra cosa”. O al menos, lo tenían muy difícil hasta hace poco. Este tipo de travestismo, que convierte una célula ya diferenciada en otra completamente diferente se conoce como “transdiferenciación” y es uno de los temas de investigación más importantes dentro de la biología celular y la medicina regenerativa de hoy. Este proceso abre las puertas a la posibilidad de prescindir de las mencionadas ESC y de los dilemas éticos asociados. Además, las células madre inducidas a pluripotencia (iPSC, por induced Pluripotent Stem Cells) a menudo pierden su “habilidad” de convertirse en otro tejido o -peor aún- suelen generar tumores.

Buscando una solución a este problema, un grupo de científicos estadounidenses liderados por el Dr. Marius Wernig de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford, consiguió transformar células de la piel en un neuronas, utilizando solamente cuatro factores de transcripción. Los resultados de este experimento fueron publicados en la última edición de la revista Nature. Wernig explica que el origen de este trabajo puede encontrarse en otro, publicado hace aproximadamente un año, en el que se consiguieron transformar células del fibroblasto de ratones en neuronas. En esa oportunidad se utilizaron tres factores de transcripción: Ascl1, Brn2 (conocido también como Pou3f2) y Myt1l. Estas neuronas inducidas (iN, por induced Neurons) expresaban casi todas las proteínas específicas de las neuronas, podían generar impulsos eléctricos y eran capaces de formar sinapsis (conexiones neuronales) funcionales.

En el grupo de Wernig se encuentra el estudiante de post doctorado Zhiping P. Pang, quien empleó los mismos factores de transcripción utilizados en el experimento con ratones pero aplicado a células madre embrionarias humanas (hESC, por human Embrionary Stem Cells). De esta forma el grupo logró demostrar que los factores de transcripción usados en ratones funcionaban también en células humanas, consiguiendo neuronas inducidas a partir de hESC. Apenas transcurridas 24 horas de haber sido aplicado el proceso, las nuevas neuronas ya eran capaces de expresar ciertas proteínas específicas. A los tres días ya adquirían la forma típica de las células cerebrales, y a los seis días ya podían generar impulsos eléctricos. El paso siguiente era determinar si este proceso funcionaba con células ya diferenciadas.

Para ello, Pang y su equipo partió de células pertenecientes al fibroblasto humano fetal y post natal, a las que se le aplicó los tres factores mencionados. Diez días más tarde, estas células aún presentaban una morfología propia de las neuronas inmaduras, evidenciando que algo estaba fallando. Dispuestos a resolver el problema, comenzaron a aplicar otros factores además de los  Ascl1, Brn2 y Myt1l, y luego de probar con un par de decenas de ellos, dieron con uno que favorecía el desarrollo de las neuronas: el NeuroD1. Para confirmar los resultados se repitió el experimento aplicando los cuatro factores a la vez, consiguiendo que las células de piel se convirtiesen en neuronas. Quince días después de iniciado el proceso, las células inducidas presentaban la morfología de una neurona. Cuatro semanas después, ya habían formado neurofilamentos. Un mes después de haber sido inducidas las células eran capaces de expresar las principales proteínas, receptores y factores de transcripción de una neurona “normal”, incluso generaban impulsos eléctricos y sinapsis funcionales.

Este tipo de travestismo, que convierte una célula ya diferenciada en otra completamente diferente se conoce como “transdiferenciación”.

Según puede leerse en el artículo, el proceso funciona tanto en las células provenientes de un feto (menos maduras) como en las de un recién nacido (más maduras). ¿Hasta que edad podría funcionar este mecanismo? Buscando una respuesta, los investigadores emplearon células provenientes de la piel de un niño de 11 años y consiguieron que se transformasen en neuronas inducidas, con todas las propiedades encontradas en los experimentos anteriores. Pero no todas son buenas noticias: solo entre el 2 y 4% de las células del tratadas se “transdiferenciaron” en neuronas, lo que demuestra que el rendimiento del proceso es muy bajo. Los autores del trabajo suponen que con el tiempo podrán mejorar su técnica y aumentar este porcentaje, para poder aplicarlo para paliar  ciertas enfermedades cerebrales neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson.