Las personas que sufren la enfermedad de Parkinson podrían ser tratadas de este trastorno, algún día, con células cerebrales generadas a partir de su propia piel. Esto es lo que prometen los resultados de dos investigaciones independientes, llevadas a cabo por científicos suecos e italianos. En uno de los casos, los investigadores consiguieron generar neuronas especializadas en la fabricación de dopamina, un neurotransmisor clave para la movilidad que se agota en los cerebros de los enfermos de párkinson, a partir de células de la piel de ratones. En la segunda investigación, los científicos lograron crear esas mismas neuronas a partir de células de piel humana. Los investigadores esperan que estos avances permitan desarrollar terapias basadas en la sustitución de células dañadas, para restablecer el correcto funcionamiento cerebral de los pacientes.
Según publica la revista Newscientist, dos equipos de investigadores trabajan de forma independiente para convertir células de la piel en neuronas especializadas en la fabricación de una hormona llamada dopamina, que es también un neurotransmisor clave para la movilidad. La dopamina se agota en los cerebros de las personas con enfermedad de Parkinson.
Los resultados de ambas investigaciones podrían llegar a mejorar la movilidad de los individuos que padecen este trastorno, restaurando en sus cerebros la producción corriente de dicha hormona.
En la actualidad, para posibilitar esta restauración, los enfermos de párkinson suelen tomar un medicamento llamado Levodopa (L-dopa), que es un aminoácido precursor inmediato de la dopamina, con el que se pueden restablecer los niveles de dopamina cerebral, con diversos grados de eficacia.
Los especialistas administran la L-dopa en lugar de dopamina directamente, porque dicha hormona no puede atravesar la barrera hematoencefálica (la que forman las meninges entre los vasos sanguíneos y el líquido cefalorraquídeo). En cambio, la Levodopa sí puede atravesarla por transporte facilitado.
Sin necesidad de células pluripotentes
Las técnicas desarrolladas por ambos equipos de investigadores se caracterizan por eludir el paso inicial de los procesos de generación de células “terapéuticas”.
Este primer paso consiste en convertir las células de la piel (u otras células) en células pluripotentes (susceptibles de convertirse en cualquier tipo de células), similares a las células embrionarias. La pega de este proceso es que la aplicación de las células pluripotentes como tratamiento aumenta el riesgo de desarrollar tumores.
Las investigaciones mencionadas han sido las siguientes: por un lado, está el trabajo de Vania Broccoli y sus colaboradores, de la Universidad Vita-Salute de San Raffaele, en Milán. Este equipo ha logrado reprogramar células de la piel de ratones empleando tres factores de transcripción (proteínas que participan en la regulación de la transcripción del ADN), para convertirlas en neuronas dopaminérgicas (neuronas cuyo neurotransmisor primario es la dopamina).
Además de las células de la piel de ratones, con este trío de factores los investigadores consiguieron transformar también otras células tomadas de embriones humanos, adultos sanos y personas con enfermedad de Parkinson.
Uso de virus para la reprogramación celular
Según se explica en Newscientist, el único problema del trabajo de Brócoli es que, para la generación de neuronas dopaminérgicas a partir de células de la piel, el científico y su equipo tuvieron que infectar dichas células con virus portadores de los factores de transcripción empleados, aunque estos virus no fueron de los que pueden interrumpir el ADN o causar cáncer.
Según explican los propios autores de la investigación en un artículo publicado en Nature, las células dopaminérgicas generadas liberaron dopamina y mostraron una actividad eléctrica espontánea organizada en picos regulares, compatibles con la actividad corriente de las neuronas dopaminérgicas del cerebro.
Los científicos señalan, además, que la generación directa de estas células dopaminérgicas a partir de las células de la piel podría tener importantes implicaciones para la comprensión de procesos clave del desarrollo neuronal, para el establecimiento de modelos in vitro de enfermedades neurológicas, y también para las terapias basadas en la sustitución de células dañadas.
También con células humanas
Actualmente, Broccoli y sus colaboradores están probando si las neuronas dopaminérgicas creadas a partir de la piel de ratones pueden beneficiar a ratones y ratas con enfermedad de Parkinson. El objetivo es usar en primer lugar las células de los propios ratones y después también células humanas, para ver el efecto de ambas en los animales. Si esto funciona, los científicos pasarán a investigar con monos.
Asimismo, los investigadores también están evaluando métodos de reprogramación de las células de la piel prescindiendo de los virus, para eliminar cualquier riesgo potencial de dichos virus para la salud humana.
La segunda investigación en esta misma dirección ha sido la realizada por un equipo de científicos suecos, de la Universidad de Lund, dirigido por el neurobiólogo Malin Parmar.
En este caso, los investigadores convirtieron células de piel humana procedentes de embriones en neuronas, y luego especializaron estas neuronas creadas para que éstas generaran dopamina. Para hacerlo, los científicos combinaron la expresión de tres factores de transcripción (Ascl1, Brn2 y Myt1l) y de dos genes (Lmx1a y FoxA2).
Según publican los investigadores en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), los resultados obtenidos hasta ahora con este método han demostrado que neuronas generadas a partir de otras células pueden ser dirigidas hacia fenotipos funcionales de neurotransmisores diversos, si se les proporcionan las claves de transcripción adecuadas.
Brain cells made from skin could treat Parkinson's
People with Parkinson's disease might one day be treated with brain cells made from their own skin.
Two teams of researchers have independently worked out how to turn skin cells into specialised neurons that make dopamine. This neurotransmitter, which is vital for mobility, is depleted in the brains of people with Parkinson's.
The studies raise the possibility of improving mobility in people with Parkinson's by restoring dopamine production to normal. At present, most patients take a drug called L-dopa to readjust levels, but with varying levels of success.
Both techniques avoid the initial step of converting skin cells into embryo-like pluripotent cells – a technique which poses a possible cancer risk.
Vania Broccoli of the San Raffaele Scientific Institute in Milan, and colleagues, first reprogrammed mouse skin cells using three transcription factors – proteins previously linked with the development of the neurons. The same trio of factors transformed skin cells taken from human embryos, healthy adults and people with Parkinson's.
The only drawback is that Broccoli's team first had to infect the skin cells with viruses carrying genes to make the transcription factors, although the viruses used are not ones that might disrupt DNA and cause cancer.
The Swedish team at Lund University, led by Malin Parmar, first converted human skin cells from embryos into neurons, then into specialised ones that make dopamine. Altogether, they used five transcription factors, including two used by the Italians – Mash1 and Lmx1a.
Broccoli says his team is testing whether neurons created from mouse cells benefit mice and rats bred to have a Parkinson's-like disease. "Our goal is to use mouse cells first, then human cells in mice," he says. "If this works, we'll move to monkey models of the disease."
His team is also evaluating methods of reprogramming skin cells that might dispense with viruses, to eliminate any potential risks viruses might pose to human recipients. "We're actively analysing this, but have no hard data yet," he says.
And in Sweden, Parmar says that similar experiments are under way to test whether her team's human cells benefit animals with the disease. "We must prove these are functional in vivo," she says.
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