Precursores neurales derivadas de tejidos maduros permiten reconstruir la mielina en los ratones con encefalomielitis autoinmune experimental

Las células madre obtenidas de células maduras detener la ola de destrucción de la mielina en los ratones con una forma experimental de esclerosis múltiple, pero no al servir como reemplazos, como se podría suponer. En cambio, las células trasplantadas frustrar la enfermedad mediante la secreción de un factor que promueve el crecimiento y la protección de las células ya en la residencia. Y en lugar de rehuir de los campos de batalla inflamatoria estragos en el sistema nervioso central (SNC), las células trasplantadas en cero en las zonas más devastadas por la enfermedad ( Laterza et al. , 2013).
Las colonias de células IPSC ratón verde-etiquetadas también tienen una mancha roja que indica la presencia de SSEA, un marcador de células madre embrionarias. Estas células pueden ser inducidas a crecer en neuronas, astrocitos, o células precursoras de oligodendrocitos. Los núcleos celulares se tiñen de azul. Crédito: Cecilia Laterza

Las colonias de células IPSC ratón verde-etiquetadas también tienen una mancha roja que indica la presencia de SSEA, un marcador de células madre embrionarias. Estas células pueden ser inducidas a crecer en neuronas, astrocitos, o células precursoras de oligodendrocitos. Los núcleos celulares se tiñen de azul. Crédito: Cecilia Laterza

“Teniendo en cuenta su origen, estas células idealmente podrían ser generados a partir de las propias células de los pacientes”, dijo el primer autor Cecilia Laterza, Ph.D., un investigador postdoctoral en el Instituto de Neurología Experimental en el Instituto Científico San Raffaele en Milán, Italia, en un entrevista con MSDF. Los resultados, publicados 29 de octubre en Nature Communications, podrían ayudar a allanar el camino para tratamientos con células madre personalizadas, dijo Laterza. Los investigadores, dirigidos por Gianvito Martino, director de la División de Neurociencias del Hospital San Raffaele, capitalizó una técnica relativamente nueva para desarrollar células madre neurales a partir de células maduras.

En un hito estudio de 2006, Shinya Yamanaka y sus colegas demostraron que las células madre se podrían hacer y que no acaba de nacer. El equipo de Yamanaka ajustado células adultas y los convierte en “células madre pluripotentes inducidas” (iPS), que son teóricamente capaces de dar lugar a cualquier célula en el cuerpo. Esto abrió la posibilidad de tratar pacientes con células madre derivadas de sus propios tejidos.

Desde entonces, los investigadores han inducido a iPSCs para dar lugar a las células precursoras neurales. NPCs pueden convertirse en neuronas, pero también pueden ser persuadidos para transformarse en células precursoras de oligodendrocitos (OPC), que dan lugar a oligodendrocitos-las células que producen las vainas de mielina devastadas por las células inmunes en personas con EM.

Un estudio reciente dirigido por Deng Wenbin, Ph.D., profesor asociado en el Centro de Neurociencias de la Universidad de California, Davis, mostró que los OPCs derivados de células iPS de ratón podían mielinizar los nervios de ratones shiverer, que se modificó genéticamente para ser deficiente en mielina ( Jiang et al. , 2013). Otro estudio mostró que los OPC derivados de humanos iPSCs también podrían mielinizar los nervios de estos ratones ( Wang et al., 2013). Sin embargo, ninguno de estos estudios examinaron cómo le iría a las células trasplantadas cuando se introduce en el ambiente hostil inflamatoria que caracteriza a la EM.

Un nuevo mecanismo de neuroprotección

Laterza, Martino, y sus colegas decidieron probar las células madre en ratones con una forma experimental de la esclerosis múltiple denominada encefalomielitis autoinmune experimental (EAE) , en el que los investigadores activan las células inmunes del roedor para atacar la mielina. Aproximadamente 13 días después de la inducción de la enfermedad, los ratones comienzan a mostrar signos de parálisis, primero en la cola y en las extremidades posteriores. En el modelo de EAE crónica utilizado en este estudio, la parálisis luego se estabiliza.

Los investigadores utilizaron una mezcla de factores de crecimiento para producir NPCs de iPSCs. Ellos podrían entonces han nutrido los NPCs para convertirse OPCs, pero en cambio los investigadores establecidos para el tratamiento de los ratones con los NPCs no diferenciadas, ya que sus estudios previos habían demostrado que los NPCs adultas extraídas del cerebro podrían proporcionar beneficios neuroprotectores.

Los investigadores inyectaron los NPC intratecal, o directamente en el líquido cefalorraquídeo, en ratones que muestran parálisis pata trasera (alrededor de 17 días después de la inducción de EAE). Ochenta días después de la inducción de la enfermedad, los ratones no tratados todavía habían paralizado las patas traseras, mientras que los ratones tratados con la APN sólo tenían colas cojera.

Cuando los investigadores analizaron la médula espinal de ratones, encontraron que los NPCs trasplantados se centraron en las áreas bajo el ataque inmune más intensa. Como se muestra en los estudios anteriores con NPC adultos extraídos del cerebro de roedores, los NPC IPSC derivados expresan receptores de quimioquinas que los atrajeron a los sitios inflamatorios. Una vez allí, los NPCs se mantuvieron en su estado indiferenciado durante al menos 20 días más que transformándose en células productoras de mielina.

A pesar del hecho de que las NPC a cabo rápida a su estado de células madre, los investigadores encontraron que las médulas espinales de los ratones tratados con NPC demostraron una reducción de la desmielinización y daño axonal menos que los de los ratones no tratados. A cierre contable de las células en la médula espinal después de la inyección NPC mostró un mayor número de proliferación OPCs y oligodendrocitos maduros que prosperan en las zonas dañadas, y un número reducido de apoptosis, o muerte, los oligodendrocitos. Los NPCs trasplantadas, los investigadores llegaron a la conclusión, de algún modo mejorado el crecimiento, diferenciación y función de las propias células productoras de mielina de los destinatarios.

En respuesta a las citocinas inflamatorias NPC secretan factor inhibidor de la leucemia (LIF), de acuerdo con experimentos en cultivo de células. Este factor, los investigadores encontraron, impulsado el crecimiento de las OPC y promovió su maduración en oligodendrocitos en toda regla. Cuando los investigadores infundieron continuamente un LIF-anticuerpo bloqueante directamente en el cerebro de roedores durante el tratamiento, se abolieron los efectos terapéuticos del tratamiento de NPC.

El equipo siguiente trató de determinar cómo los beneficios neuroprotectores que ofrece NPCs pueden alterar el curso de la respuesta inmune en el SNC. Los investigadores no encontraron diferencias entre los ratones NPC-tratados y no tratados en los números de células inmunes infiltrantes el SNC 30 días después de la inducción de la enfermedad, así como los efectos terapéuticos de los NPC comenzaron se produzca, pero por 40 días, los niveles de inflamación fueron significativamente reducido en los animales tratados con NPC. Los ratones tratados también lucían una barrera hematoencefálica con fugas menos que los ratones no tratados.

Laterza propuso que los efectos neuroprotectores del CPN ‘disminuyen los niveles de residuos que normalmente se acumulan debido al extenso daño a los tejidos causado por el ataque inmunológico. Los restos, que sirve como cebo para las células inmunes más y compromisos la barrera sangre-cerebro, exacerba la inflamación. Por tanto, los CPN pueden calmar frenesí de alimentación del sistema inmunológico y detener el ciclo destructivo de la inflamación.

Otras perspectivas

El documento proporciona “confirmación adicional de que los NPCs son efectivos para mejorar la EM en los ratones, lo cual es alentador”, dijo Benjamin Deverman, Ph.D., un científico investigador de Caltech, en una entrevista con MSDF. Deverman, que no participó en el estudio actual, anteriormente mostró que la LIF promueve la reparación de la mielina en los ratones que sufren de una forma de fármaco-inducida por la desmielinización ( Deverman y Patterson, 2012).

Deverman prevé un día la entrega de LIF través de la terapia génica en personas con trastornos desmielinizantes como la esclerosis múltiple, pero dijo que el trasplante de NPCs LIF secretoras de esa casa directamente a las zonas dañadas también es prometedor. Notas Deverman, sin embargo, que aunque el equipo de Martino mostró que NPC eran capaces de LIF secretor, los autores no excluyen la posibilidad de que otras células fueron responsables de secretar el factor, una advertencia los autores reconocieron también.

Un estudio de 2011 dirigido por Zhang Jingwu en la Academia de Ciencias de China en Shanghai, China, mostró que los NPCs derivadas de células madre embrionarias de ratón (en lugar de iPSCs) podrían mejorar EAE mediante LIF ( Cao et al., 2011). En este estudio, los investigadores inyectan los NPC por vía intravenosa, en lugar de por vía intratecal, y mostraron que LIF trabajó mediante la inhibición de la actividad de las células inflamatorias Th17, en lugar de por la promoción del desarrollo y la función de los oligodendrocitos. Laterza dijo que si bien existen algunas diferencias entre los estudios, el origen de la discrepancia probablemente se encuentra en los diferentes métodos de entrega utilizados por los investigadores-una corazonada acciones Deverman.

Independientemente de la forma en que los NPC IPSC derivados de amortiguar la enfermedad, Laterza dijo será necesario “un extenso trabajo” antes de que las células se pueden usar en seres humanos con confianza. En la actualidad, notas Laterza, los investigadores deben alterar genéticamente o químicamente las células adultas para producir células iPS. El trasplante de las células alteradas podría conducir a consecuencias no deseadas, como el crecimiento del tumor, en receptores humanos.

Si bien una serie de advertencias permanecen, el estudio ofrece “una prueba más amplia de principios para la terapia celular en la EM”, dijo Deng, el líder del estudio que mostró los OPC trasplantados ayudado ratones shiverer. “Pero es poco probable que sea toda la historia.”

Fuente traducida: http://www.msdiscovery.org