Modelo celular del cerebro proporciona nuevos conocimientos sobre enfermedades del desarrollo

Mediante la reprogramación de células de la piel en células nerviosas, los investigadores del Instituto Karolinska están creando modelos celulares del cerebro humano. En un nuevo estudio publicado en  Molecular Psychiatry  , los investigadores describen cómo las células de pacientes con lisencefalia, una enfermedad grave del desarrollo, difieren de las células sanas. El método puede proporcionar nuevos conocimientos vitales sobre enfermedades congénitas difíciles de estudiar.

La lisencefalia es una rara enfermedad congénita del desarrollo que puede ser causada, entre otras anomalías, por una mutación del gen DCX. Las personas afectadas nacen con graves discapacidades del desarrollo y un cerebro liso en lugar de plegado.

Utiliza Una Técnica Galardonada

El descubrimiento de que es posible reprogramar células especializadas como las células de la piel para revertir su desarrollo a células madre fue recompensado con el Premio Nobel de 2012. Las llamadas células iPS (células madre pluripotentes inducidas) resultantes pueden convertirse en otros tipos de células especializadas.

Anna Falk, docente del Departamento de Neurociencia del Instituto Karolinska, utiliza esta técnica para construir modelos celulares del cerebro humano. En el presente estudio, su equipo tomó células de la piel de pacientes con lisencefalia y las convirtió en células iPS, que luego cultivaron bajo condiciones especiales en células madre neuronales y neuronas que son copias de las del cerebro de los pacientes.

Al examinar las placas de cultivo de células, los investigadores pudieron observar cómo se comportaban y se desarrollaban las células de los pacientes desde células madre hasta células nerviosas y compararlas con células de controles sanos. Descubrieron que las células enfermas maduraban mucho más lentamente, emitían proyecciones más cortas y eran mucho menos móviles.

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“Ya se sabe que DCX afecta la capacidad de las neuronas para migrar, pero ahora podemos demostrar que DCX juega un papel mucho mayor y más amplio en el desarrollo del cerebro que eso”, dice el Dr. Falk. “Nuestra hipótesis es que es esto, la resistencia a la maduración de las células nerviosas dañadas lo que causa la enfermedad”.

No Hay Modelos Animales Relevantes

Dado que no existen modelos animales relevantes para la lisencefalia, la técnica de reprogramación ha sido esencial para el estudio de la patogénesis subyacente de la lisencefalia. En el laboratorio del Dr. Falk, el método también se utiliza para estudiar otras enfermedades congénitas que afectan al cerebro, como el autismo y el síndrome de Down. En proyectos futuros, los investigadores esperan estudiar cómo se pueden modificar las células enfermas para que actúen como células sanas.

“Lo que muchas enfermedades del desarrollo tienen en común parece ser que las células cerebrales no maduran al mismo ritmo que en las personas sanas”, dice el Dr. Falk. “Tratar de influir en las células para que se comporten como células sanas es el primer paso hacia algún tipo de terapia para estas enfermedades”.

El estudio fue una colaboración con el Hospital Universitario Karolinska, la Universidad de Uppsala, SciLifeLab y el Instituto Salk de Estudios Biológicos en los EE. UU. Fue financiado por varios organismos, incluida la Fundación Sueca para la Investigación Estratégica, la Fundación Åke Wiberg, la Fundación Tore Nilson, las Fundaciones Jeansson, la Fundación Thuring y el Consejo de Investigación Sueco, y a través de los esquemas de financiación KID y SFO.

Células madre neurales derivadas de iPS en verde y neuronas en rojo de un individuo sano (a la izquierda) y una persona con lisencefalia (a la derecha). La muestra de la persona sana da lugar a menos células inmaduras (células madre neurales).

Publicación

“Un modelo in vitro de lisencefalia: expansión del papel de DCX durante la neurogénesis”
M Shahsavani, R Pronk, R Falk, M Lam, M Moslem, S Linker, J Salma, K Day, J Schuster, BM Anderlid, N Dahl, FH Gage, A Falk
Molecular Psychiatry, en línea, 19 de septiembre de 2017. doi: 10.1038/MP.2017.175

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