La incidencia de algunas enfermedades neurológicas--especialmente ésos se relacionaron con el envejecimiento, tal como enfermedades de Alzheimer y de Parkinson--está aumentando. Para entender mejor estas condiciones y evaluar nuevos tratamientos potenciales, los investigadores necesitan los modelos exactos que pueden estudiar en el laboratorio.
Los investigadores del instituto de Salk, junto con colaboradores en la Universidad de Stanford y la universidad de Baylor del remedio, han mostrado que las células de los ratones se ha inducido que crezcan en las células nerviosas usando un método previamente publicado tienen firmas moleculares el igualar de las neuronas que desarrollaron naturalmente en el cerebro.
El estudio, publicado en eLife el 15 de enero de 2019, abre la puerta para que mejores maneras modelen la enfermedad de un paciente individual. Esta técnica permitiría a investigadores estudiar cómo las condiciones neurológicas se convierten, así como probar nuevas terapias. La nueva tecnología también podría ayudar a avance la investigación en las terapias génicas que se derivan de las propias células de un paciente.
“Esta investigación está trazando el camino para la manera más óptima de crear las neuronas en el laboratorio,” dice a profesor José Ecker, uno de Salk de los autores mayores del estudio dos. “Tomando estas células y reprogramándolas en las neuronas, usted puede potencialmente aprender nuevas cosas sobre cómo estas enfermedades funcionan en un nivel celular, especialmente las enfermedades impulsadas por los cambios genéticos.”
Las células usadas en el estudio, llamado los fibroblastos, componen la mayor parte del tejido conectivo en animales y desempeñan un papel importante en la cura de la herida. Los investigadores han estado estudiando cómo transformar fibroblastos en las células de la neurona en platos del laboratorio, pero hasta ahora no sabían si estas neuronas creadas recientemente correspondieron exacto a las neuronas que habían crecido naturalmente en el cerebro.
La técnica para inducir a los fibroblastos que crezcan en las neuronas con el epigenome de igualación fue desarrollada por Marius Wernig, el autor co-mayor de Stanford del papel. Con este método, la fabricación de las células neuronales inducidas no implica intermedios pluripotent. En lugar, las células se convierten directamente de fibroblastos a las neuronas.
“Una pregunta importante en la ingeniería celular es cómo conocer la calidad de su producto,” dice a co-primer autor Chongyuan Luo, becario postdoctoral en el laboratorio de Ecker. “Si estamos haciendo las neuronas de fibroblastos, queremos saber comparan con las neuronas en el cerebro. Estamos determinado interesados en observar estas células en el nivel del epigenome.”
El epigenome se compone de substancias químicas esa fijación a la DNA y regula cuando los genes consiguen girados y traducido a las proteínas. Las diferencias entre los epigenomes de neuronas inducidas y naturalmente crecidas podrían dar lugar a diversas características de las neuronas inducidas que pudieron hacerles modelos menos exactos de comportamiento neuronal.
Usando una técnica desarrollada en el laboratorio de Ecker llamado MethylC-seq, los investigadores observados cada lugar en el genoma en donde sujetan a los grupos químicos llamados los grupos metílicos. Confirmaron que estas neuronas inducidas tienen epigenomes que igualen las neuronas en el cerebro.
“Esta investigación fue hecha en células del ratón, pero proyectamos utilizar la misma tecnología para estudiar las neuronas inducidas hechas con las células humanas,” explica a Ecker, que es director del laboratorio Genomic del análisis de Salk e investigador del Howard Hughes Medical Institute. Planes de Ecker también a colaborar con los colegas para aplicar la tecnología para observar las células humanas para entender mejor la disminución cognoscitiva relativa a la edad.