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Un nuevo método para fabricar neuronas podría conducir al tratamiento de la enfermedad de Parkinson
Un nuevo método para sintetizar neuronas productoras de dopamina, el tipo predominante de célula cerebral destruida en la enfermedad de Parkinson, ofrece la esperanza de crear terapias de reemplazo celular que reviertan el daño.
Renovación del cerebro: Las células productoras de dopamina humana (marcadas en rojo y verde) sobreviven y funcionan cuando se trasplantan al cerebro de ratas con daño cerebral similar a la enfermedad de Parkinson.
El método proporciona una forma eficaz de producir células funcionales. Cuando se trasplantaron a ratones y ratas con daño cerebral y problemas de movimiento similares a los de Parkinson, las células se integraron en el cerebro y funcionaron normalmente, revirtiendo los problemas motores de los animales.
El hallazgo acerca a los investigadores a probar una terapia derivada de células madre en pacientes con este trastorno. Finalmente tenemos una célula que parece sobrevivir y funcionar y una fuente celular que podemos escalar fácilmente, dice Lorenz Studer , investigadora del Sloan Kettering Institute y autora principal del nuevo estudio. Eso nos hace optimistas de que esto podría usarse en pacientes en el futuro.
La investigación también destaca los desafíos de generar células para la terapia de reemplazo de tejidos, y muestra que las diferencias sutiles en la forma en que se fabrican las células pueden tener un gran impacto en qué tan bien funcionan una vez implantadas.
Muchos de los síntomas de la enfermedad de Parkinson, que incluyen temblores, rigidez muscular y pérdida del equilibrio, están relacionados con la pérdida de dopamina en el cerebro. Si bien existen medicamentos para reemplazar parte del químico perdido, no alivian todos los síntomas y pueden perder su efectividad con el tiempo. Los científicos esperan que reemplazar las células perdidas por nuevas proporcione una solución más completa y a largo plazo.
En el nuevo estudio, los investigadores comenzaron con células madre embrionarias humanas, que por definición pueden diferenciarse en cualquier tipo de célula. Para producir un tipo específico de célula en grandes cantidades, los científicos exponen las células madre a un cóctel de sustancias químicas que imitan lo que experimentarían durante el desarrollo normal.
Si bien los investigadores de células madre habían podido crear neuronas productoras de dopamina a partir de células madre humanas, estas células hicieron poco para aliviar los problemas de movimiento en animales diseñados para imitar los síntomas del Parkinson. En 2009, Studer y otros desarrollaron un método para hacer las células que imita más de cerca la forma en que se forman durante el desarrollo. Las células resultantes también portan más marcadores moleculares que caracterizan a las células productoras de dopamina en el cerebro.
En la nueva investigación, publicada el domingo en la revista Naturaleza , El equipo de Studer encontró una manera de hacer que estas células sean aún más eficientes. Esto es significativo en términos de probar finalmente la terapia en humanos; muchos métodos para fabricar tipos específicos de células son complejos y producen pequeñas cantidades del producto deseado.
Podrían ampliar el proceso para producir suficiente material para trasplantarlo a monos, cuyos cerebros más grandes son más parecidos a los de los humanos que a otros animales utilizados en las pruebas.
Además, los investigadores demostraron que los trasplantes de células podrían corregir problemas similares al Parkinson en ratones y ratas. Tres pruebas diferentes de la función motora mejoraron drásticamente cuando se colocan las células, dice Studer.
Si bien los dos monos del estudio también tenían un daño cerebral que recordaba al de Parkinson, no ha pasado suficiente tiempo para determinar si los trasplantes ayudarán, dice Studer. Fueron necesarios cinco meses después del trasplante para que las células tuvieran un efecto visible en los roedores.
Los hallazgos demuestran los desafíos de desarrollar tratamientos basados en células vivas. Anteriormente, creo que mucha gente pensaba en la terapia celular [para el Parkinson] como una bomba biológica productora de dopamina, dice Ole Isacson , neurocientífico de la Facultad de Medicina de Harvard. Pero en realidad, requiere un reemplazo muy específico de células nerviosas. A menos que tenga un protocolo de diferenciación específico, no obtendrá recuperación funcional en modelos de roedores. Isacson no participó en la investigación, pero ha colaborado con Studer en otros proyectos.
Los investigadores utilizaron principalmente células madre embrionarias en estos experimentos, porque el tejido derivado de estas células ya se está utilizando en ensayos en humanos para tratar lesiones de la médula espinal y ciertos tipos de ceguera. También demostraron que el protocolo funciona con células madre pluripotentes inducidas (iPS), que se derivan de células adultas que vuelven a un estado embrionario mediante una combinación de factores genéticos o químicos. Las células iPS son compatibles genéticamente con el donante de células y, en última instancia, podrían proporcionar una fuente preferible de tejido para la terapia. Sin embargo, estas células están más lejos de las pruebas en humanos porque están mucho menos estudiadas que las células embrionarias.
El equipo de Studer ahora planea fabricar las células a una escala aún mayor en una instalación que cumpla con las condiciones establecidas por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. Para terapias humanas. Necesitamos poder producir suficientes células para injertar a 100 pacientes, dice Studer. Él predice que tomará uno o dos años, seguido de extensas pruebas de seguridad para asegurarse de que las células diferenciadas no se comporten de manera inesperada una vez implantadas.