La conversión de un tipo de célula en otra, por ejemplo, de una célula dérmica a una neurona, puede realizarse mediante un proceso que requiere que la célula de la piel se convierta en una célula madre pluripotente y luego se diferencie en una neurona, un proceso complejo y con pasos muy precisos. Ahora, un equipo de científicos del MIT ha ideado un proceso simplificado que evita la etapa de célula madre, convirtiendo una célula dérmica directamente en una neurona.

El equipo, liderado por Katie Galloway, trabajó con células de ratón y desarrolló un método de conversión altamente eficiente que puede producir más de 10 neuronas a partir de una sola célula dérmica. Si se replica en células humanas, este enfoque podría permitir la generación de grandes cantidades de neuronas motoras, que podrían utilizarse para tratar a pacientes con lesiones de la médula espinal o enfermedades que afectan la movilidad.

“Logramos resultados que nos permiten preguntarnos si estas células pueden ser candidatas viables para las terapias de reemplazo celular, y esperamos que así sea. Ahí es donde nos pueden llevar estas tecnologías de reprogramación”, explica Galloway en un comunicado.

Como primer paso hacia el desarrollo y uso de estas células como terapia, Galloway demostró que podía generar neuronas motoras e injertarlas en el cerebro de ratones, donde se integraron con el tejido del huésped. Este nuevo método se describe en dos estudios publicados en Cell Systems.

Todo comenzó analizando un trabajo pionero de décadas atrás. Hace casi 20 años, científicos japoneses demostraron que, al administrar cuatro factores de transcripción a las células de la piel, podían inducirlas a convertirse en células madre pluripotentes inducidas (iPSC). Al igual que las células madre embrionarias, las iPSC pueden diferenciarse en muchos otros tipos de células. Esta técnica funciona bien, pero tarda varias semanas, y muchas células no logran la transición completa a tipos celulares maduros.

Utilizando células de ratón, los investigadores comenzaron con los seis factores de transcripción originales y experimentaron eliminándolos uno a uno hasta que lograron una combinación de tres (NGN2, ISL1 y LHX3) que permitía completar con éxito la conversión a neuronas.

Una vez que el número de genes se redujo a tres, el equipo de Galloway utilizó un solo virus modificado para administrarlos, lo que les permitió garantizar que cada célula expresara cada gen en los niveles correctos. Luego, utilizando otro virus, administraron genes que impulsan a las células de la piel a dividirse muchas veces antes de que comiencen a convertirse en neuronas, lo que permite una producción de neuronas de alrededor del 1100 %.

Todo el proceso tarda unas cinco semanas, lo que es ligeramente más rápido que convertir las células en iPSC primero y luego en neuronas. El próximo paso es explorar la posibilidad de implantar estas neuronas en la médula espinal.

El equipo del MIT también espera aumentar la eficiencia de este proceso para la conversión celular humana, lo que podría permitir la generación de grandes cantidades de neuronas que podrían utilizarse para tratar lesiones de la médula espinal o enfermedades que afectan el control motor, como la ELA. Actualmente, se están realizando ensayos clínicos con neuronas derivadas de células madre pluripotentes inducidas (CMPI) para tratar la ELA, pero ampliar el número de células disponibles para dichos tratamientos podría facilitar su prueba y desarrollo para un uso más generalizado en humanos.