Científicos del Instituto de Investigación Scripps (Estados Unidos) han ideado lo que llaman un '
libro de cocina neuronal' para convertir las células de la piel en diferentes tipos de neuronas. El
estudio, publicado en la revista
Nature, abre la puerta al
estudio de las
condiciones cerebrales comunes como el autismo, la esquizofrenia, la adicción y la enfermedad de Alzheimer en condiciones reproducibles en laboratorio.
"El
cerebro es increíblemente complejo, con miles de tipos diferentes de células que están involucradas en diferentes enfermedades. El problema con la
comprensión y el
tratamiento de
muchos trastornos del cerebro es que no podemos producir de manera reproducible los tipos correctos de células cerebrales. Ahora, hemos encontrado más de
75 formas nuevas de convertir rápidamente las células de la piel en neuronas que, creemos, se asemejerán mucho más a las de diferentes enfermedades neurológicas que las que estaban disponibles hasta ahora", ha explicado
Kristin Baldwin, profesora de Scripps y autora principal del estudio.
Baldwin continúa detallando la importancia de los hallazgos, ya que, a su juicio, "tener un
suministro personalizado y
casi ilimitado de
diferentes tipos de células neuronales permite descubrir que está mal cuando se presenta una enfermedad".
El estudio es un nuevo kit de herramientas
"Al mismo tiempo, el estudio proporciona un nuevo
kit de herramientas con el que probar miles de
medicamentos en las
células afectadas para tratar de
revertir esos
problemas, en lugar de tener que probarlos en ratones u otros animales, con resultados que a menudo son difíciles de interpretar para las condiciones de los humanos", ha agregado Baldwin.
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"Hemos encontrado más de 75 formas nuevas de convertir las células de la piel en neuronas"
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El estudio comenzó cuando el laboratorio de Baldwin se preguntó si sería posible simplificar y expandir ese
kit de herramientas para producir células neuronales directamente de las células de la piel.
Otra de las autoras de la investigación,
Rachel Tsunemoto, tenía indicios de un estudio anterior de que podría ser posible generar tipos muy específicos de neuronas usando solo dos factores de transcripción a la vez.
Entonces, ella y otros miembros del laboratorio diseñaron y probaron un
gran conjunto de códigos de dos factores para ver si podían convertir las células de la piel en células con los rasgos centrales esenciales de las neuronas, como su forma y excitabilidad.
Si bien esperaban encontrar un puñado de
factores nuevos, o posiblemente ninguno, los resultados fueron bastante sorprendentes. De los casi
600 factores probados, más del 12 por ciento terminaron produciendo neuronas, lo que llevó a más de 70 nuevas recetas o códigos para la producción neuronal.
Las neuronas sintéticas se comunicaban
Luego vino una sorpresa aún mayor. Las '
neuronas sintéticas', como Baldwin las llama, comenzaron a desarrollar
sinapsis y a tratar de comunicarse entre ellas. "Esto vino solo dos o tres semanas después de que fueran
células de fibroblastos, que normalmente nunca se comunicarían", ha señalado Baldwin.
"Esto fue realmente genial pero, obviamente, hubo mucho más trabajo de
seguimiento para comprender esta emocionante
complejidad neuronal con más detalle", ha remarcado Tsunemoto.
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Cada código producía un conjunto de neuronas con diferentes propiedades
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Durante años, el desafío ha sido ver más allá de los rasgos que comparten las neuronas, como la capacidad de comunicarse usando conexiones llamadas sinapsis, y descubrir por qué ciertas neuronas tienen propiedades especiales, como la capacidad de producir
dopamina o responder a
drogas neuroactivas como la nicotina, que también se correlaciona con su participación en diferentes enfermedades.
Junto con
Sohyon Lee, co-primer autor del estudio, Tsunemoto comenzó a ordenar los resultados de los diferentes códigos utilizando métodos tradicionales de
grabación eléctrica y
nuevos métodos de secuenciación sensible para ver si los códigos producían neuronas con diferentes características.
Así, descubrieron que cada código producía un conjunto de neuronas con
diferentes propiedades, algunas de las cuales parecían
útiles para comprender cómo las
diferencias en nuestros genes pueden predisponernos a la
diversidad neurológica en trastornos como el
autismo, la
adicción a la nicotina o la
neurodegeneración.
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