Oamenii de știință transformă celulele pielii în neuroni pentru a restaura creierul și măduva spinării.
O nouă tehnică dezvoltată la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT) permite conversia celulelor pielii în neuroni, ocolind etapa de transformare a celulelor stem. Așa cum s-a demonstrat în celulele de șoarece, metoda simplifică și îmbunătățește semnificativ eficiența producției de neuroni la scară largă.
Dacă ar fi aplicată la oameni, această metodă ar putea revoluționa tratamentul bolilor asociate cu leziuni ale măduvei spinării și modificări neurodegenerative.De la piele la neuroni: ocolind stadiul de celule stem.
Metodele tradiționale de conversie a unui tip de celulă în altul necesită o etapă intermediară: reprogramarea celulei într-o celulă stem pluripotentă indusă (iPSC) înainte de diferențierea în tipul dorit.
„Una dintre provocările reprogramării este că celulele pot rămâne blocate în stadii intermediare. De aceea folosim conversia directă, unde în loc să trecem prin stadiul intermediar iPSC, trecem direct de la o celulă somatică la un neuron motor”, spune Katie Galloway, unul dintre autorii studiului.
O echipă de la MIT a dezvoltat o metodă care ocolește faza de celule stem folosind transformarea directă.
Folosind doar trei factori de transcripție, precum și alte două gene care promovează proliferarea celulară, au reușit să transforme celulele pielii șoarecilor în neuroni motori. Acest lucru a dus la formarea a peste zece neuroni dintr-o singură celulă a pielii, o creștere de 1.100% față de alte metode.
„Dacă ați exprima factorii de transcripție la niveluri foarte ridicate în celulele neproliferative, rata de reprogramare ar fi foarte scăzută, dar celulele hiperproliferative sunt mai receptive. Este ca și cum ar fi fost pregătite pentru transformare și apoi devin mult mai receptive la nivelurile factorilor de transcripție”, spune Galloway.
Livrare eficientă a genelor pentru o producție maximă de neuroni
Principalul obstacol în calea realizării transformării celulare directe este asigurarea livrării tuturor genelor necesare la nivelurile prag impuse.
Studiile anterioare au necesitat un vector viral separat pentru fiecare genă, ceea ce a îngreunat controlul expresiei. Acum, cercetătorii au depășit această problemă prin combinarea tuturor celor trei factori de transcripție într-un singur virus modificat, rezultând un nivel de expresie adecvat și transformând întregul proces.Pentru a spori și mai mult eficiența, s-a folosit un virus diferit pentru a introduce două gene suplimentare care promovează o diviziune celulară mai rapidă. Acele celule care au trecut prin faza de hiperproliferare s-au transformat semnificativ mai ușor și, prin urmare, au crescut semnificativ producția de neuroni.
După testarea diferitelor sisteme de transmitere virală, echipa a descoperit că retrovirusurile sunt cele mai eficiente. În plus, reducerea densității celulare în cultură a îmbunătățit și mai mult rata de conversie, permițând producerea rapidă a unui număr mare de neuroni în doar două săptămâni.
Deși studiile clinice care utilizează neuroni derivați din iPSC sunt deja în curs de desfășurare pentru tratamentul sclerozei laterale amiotrofice (SLA), producerea unor cantități suficiente de neuroni de înaltă calitate rămâne o provocare.
Această nouă metodă de conversie directă ar putea oferi o alternativă mai eficientă, accelerând potențial dezvoltarea terapiilor neuronale.
Mai puteți citi si 👇
