Las neuronas de las células sanguíneas permiten a los investigadores probar tratamientos para enfermedades cerebrales genéticas
En esta imagen, las neuronas humanas se diferencian de las células madre de pacientes con síndrome de Christianson. Estas neuronas de los pacientes se pueden utilizar para probar tratamientos. Crédito: Brown University
Una nueva investigación proporciona información sobre el tratamiento del síndrome de Christianson (CS), una enfermedad genética ligada al cromosoma X caracterizada por un crecimiento cerebral reducido después del nacimiento, discapacidad intelectual, epilepsia y dificultades con el equilibrio y el habla.
«Uno de los principales desafíos en el desarrollo de tratamientos para los trastornos del cerebro humano, como la CS, es desarrollar un sistema experimental para probar terapias potenciales en las neuronas humanas», dijo el autor principal del estudio, el Dr. Eric Morrow, profesor asociado de biología molecular, neurociencia y psiquiatría en la Universidad de Brown. «En los últimos años, las terapias avanzadas con células madre que usan tejidos de pacientes han brindado nuevos y poderosos enfoques para diseñar neuronas humanas de los propios pacientes, quienes pueden someterse al tratamiento en el futuro».
Para el estudio, publicado en Science Translational Medicine el 10 de febrero de 2021, Morrow y sus colegas obtuvieron muestras de sangre de cinco pacientes con CS y los hermanos no afectados de los pacientes. Luego reprogramaron estas células sanguíneas en células madre, y estas células madre se convirtieron en neuronas en una placa de Petri. Como resultado, obtuvieron neuronas que eran representativas de las de los pacientes con SC y usaron estas neuronas para probar tratamientos.
Morrow, quien dirige el Centro de Neurociencia Traslacional del Instituto Carney para la Ciencia del Cerebro y el Instituto Brown para Translational Science dijo que el equipo también usó un nuevo enfoque de edición de genes que emplea tecnologías CRISPR-Cas9 para corregir las mutaciones del paciente y volver a una secuencia genética saludable.
CS es causado por una mutación en un gen que codifica NHE6, un proteína que ayuda a regular los niveles de ácido dentro de las estructuras celulares llamadas endosomas. Investigaciones anteriores sugieren que la pérdida de NHE6 hace que los endosomas se vuelvan demasiado ácidos, lo que interrumpe la capacidad de las neuronas en desarrollo para ramificarse y formar conexiones en el cerebro en crecimiento.
Neuronas normales y con síndrome de Christianson, ya sea sin tratar o tratadas con BDNF o IGF-1. Las dendritas están resaltadas en rojo y los axones en verde. Crédito: SB Lizarraga et al., Science Translational Medicine (2021)
La pérdida de esta importante proteína puede deberse a una variedad de mutaciones genéticas en los pacientes. La mayoría de las mutaciones CS se denominan mutaciones sin sentido, que impiden que se produzca NHE6; cuatro de los cinco pacientes con CS involucrados en este estudio exhibieron esta clase de mutación. Sin embargo, algunos pacientes con CS exhiben mutaciones sin sentido. Las personas con mutaciones de sentido erróneo todavía tienen algo de NHE6, pero se produce en cantidades más pequeñas y la proteína no funciona como debería.
El equipo de investigación probó dos formas principales de tratamiento en la proteína derivada de células madre. neuronas: primero, transferencia de genes, que consiste en agregar un gen NHE6 saludable a la célula; y segundo, la administración de factores tróficos, que son sustancias que promueven el crecimiento de las neuronas y animan a las neuronas a desarrollar conexiones con otras neuronas. Los investigadores encontraron que la respuesta de las neuronas al tratamiento dependía de la clase de mutación presente.
Los estudios de transferencia de genes, que pueden representar los primeros pasos hacia el desarrollo de la terapia génica, tuvieron éxito en neuronas con mutaciones sin sentido. Después de que los investigadores insertaran un gen NHE6 funcional en las neuronas CS de mutación sin sentido, las neuronas se ramificaron correctamente. En las neuronas con mutaciones sin sentido, sin embargo, la transferencia de genes fracasó por completo. Pruebas adicionales sugirieron que el NHE6 anormal producido como resultado de mutaciones sin sentido puede interferir con el NHE6 normal, lo que hace que la terapia de transferencia génica sea ineficaz en células de pacientes con estas mutaciones.
Por el contrario, la administración de factores tróficos, como el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) y el factor de crecimiento similar a la insulina-1 (IGF-1), promovieron con éxito la ramificación adecuada en todas las neuronas CS estudiadas, independientemente del tipo de mutación.
Si bien estos resultados iniciales son Alentador, Morrow espera que los estudios futuros examinen estos tratamientos en modelos animales.
«Nuestros resultados proporcionan una prueba de concepto inicial para estas estrategias de tratamiento, lo que indica que deben estudiarse más a fondo», dijo. «Sin embargo, en última instancia, es posible que debamos prestar mucha atención a la clase de mutación que tiene un paciente cuando elegimos un tratamiento específico».
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Investigadores revelan cómo la mutación de proteínas está involucrada en un trastorno raro del desarrollo cerebral Más información: SB Lizarraga el al., «Las neuronas humanas del síndrome de Christianson iPSC revelan respuestas específicas de mutación a estrategias de rescate», Science Translational Medicine (2021). stm.sciencemag.org/lookup/doi/ … scitranslmed.aaw0682 Información de la revista: Science Translational Medicine
Proporcionado por la Universidad de Brown Cita: Las neuronas de las células sanguíneas permiten a los investigadores probar tratamientos para enfermedades cerebrales genéticas (2021, febrero 10) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-neurons-blood-cells-enable-treatments.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.