Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford encontraron que las células sanguíneas pueden ser convertidas directamente en neuronas funcionales en el laboratorio, en solo tres semanas, y con la sola adición de cuatro proteínas.
Dicha transformación no requiere que las células entren primero en estado llamado pluripotente, sino que se produce a través de un método más directo llamado transdiferenciación.
La conversión ocurre con una eficiencia relativamente alta -generando hasta 50 mil neuronas a partir de 1 mililitro de sangre- y puede lograrlo al utilizar sangre fresca o previamente almacenada (congelada), lo que eleva enormemente las oportunidades para el estudio de trastornos neurológicos como la esquizofrenia y autismo.
“La sangre es una de las muestras biológicas más fáciles de obtener”, dice el Dr. Marius Wernig, profesor asociado de Patología y miembro del Instituto Stanford de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa. Esta técnica es un avance que abre la posibilidad de aprender de procesos complejos de enfermedades mediante el estudio de un gran número de pacientes, pues cada paciente que ingresa a un hospital dejan una muestra de sangre.
Los descubrimientos fueron publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
La técnica de transdiferenciación desarrollada en el laboratorio del Dr. Wernig durante el 2010, que junto con Koji Tanabe y Cheen Ang, coautores del estudio, demostraron que podían convertir células de piel de ratón en neuronas de roedor sin inducir primero a las células a convertirse en pluripotentes -etapa del desarrollo flexible desde la cual las células pueden convertirse en cualquier linaje celular.
Pero existen numerosos desafíos, particularmente para los investigadores que desean estudiar trastornos mentales genéticamente complejos, como el autismo o la esquizofrenia, para los cuales se necesitan cientos de muestras individuales específicas del paciente para deducir las docenas o más mutaciones asociadas a la enfermedad.
“Generar células madre pluripotentes inducidas a partir de un número de pacientes es costoso y laborioso. Además, obtener células de la piel implica un procedimiento invasivo y doloroso”, destaca Wernig. “La generación de iPS (células madre pluripotentes inducidas) de cientos de pacientes es desalentadora y requeriría la automatización del complejo proceso de reprogramación”.
Aunque es posible convertir directamente las células de la piel en neuronas, las células de la piel sometidas a biopsias primero deben cultivarse en el laboratorio durante un periodo de tiempo hasta que aumente su número, un proceso que probablemente introduzca mutaciones genéticas que no se encuentran en la persona de la que se obtuvieron. Los científicos se preguntaron si existía una manera más fácil y más eficiente de generar neuronas específicas para el paciente.
En el nuevo estudio, Wernig y sus colegas, se centraron en células inmunes altamente especializadas llamadas células T que circulan en sangre. Las células T nos protegen de enfermedades al reconocer y matar las células infectadas o cancerosas.
Y aunque las formas, lugares y misiones biológicas son enormemente diferentes entre las células T y las células nerviosas, los investigadores descubrieron que era inesperadamente fácil completar dicha conversión.
Las neuronas resultantes no son perfectas. Carecen de la capacidad de formar sinapsis maduras, o conexiones, entre sí. Pero son capaces de llevar a cabo las principales funciones fundamentales de las neuronas, y Wernig y sus colegas, esperan poder optimizar su técnica en el futuro.