La investigación en células madre es una de las áreas más importantes de la biomedicina actual. Con ella se trata de aumentar la comprensión de males tan devastadores como el cáncer, así como de enfermedades neurodegenerativas que tienen su origen en la muerte de determinadas células. Precisamente la muerte celular es la que origina la atrofia muscular espinal, enfermedad nerviosa infantil que afecta al desarrollo muscular y que provoca el fallecimiento de la mayoría de los afectados, a los dos o tres años de su diagnóstico. Científicos estadounidenses han desarrollado grupos celulares con los mismos defectos genéticos que se dan en esta patología, lo cual ha permitido observar cómo se desarrolla y ayudar a encontrar una forma de tratarla.
La investigación en el campo de las células madre ha dado otro importante avance. Científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison (EE.UU.) han conseguido crear, con las llamadas células iPS (células madre pluripotentes inducidas), el primer modelo humano para estudiar el origen y el desarrollo de la atrofia muscular espinal (AME), enfermedad hereditaria con unos 1.500 afectados y más de un millón de portadores en España. Mediante células cutáneas de un niño con esta enfermedad genética, que ataca a las neuronas motoras de la médula, los expertos desarrollaron neuronas motoras con los mismos defectos genéticos.
Esta recreación, que se ha publicado en la revista «Nature», ha permitido observar la muerte de las células nerviosas. Según los científicos autores, el estudio es un paso muy importante en el entendimiento de ésta y otras enfermedades genéticas, y podría conducir al desarrollo de nuevas terapias para trastornos neurodegenerativos.
AME
La AME es la segunda causa más común de muerte infantil provocada por una mutación genética, según los investigadores. Se produce por una deficiencia en una proteína llamada SMN (neurona motor espinal). El fallo en esta proteína afecta sobre todo a la función de las motoneuronas, encargadas de llevar el mensaje de movimiento procedente del cerebro a los músculos de las articulaciones del cuerpo.
La debilidad muscular progresiva está presente en todas las manifestaciones de esta enfermedadLa manifestación más grave de la enfermedad (también denominada Werdnig-Hoffman) es mortal desde edades tempranas. Los niños que la padecen siguen un desarrollo los primeros seis meses de vida y, posteriormente y de forma gradual, comienzan a padecer debilidad muscular y pérdida del control motriz. La versión menos severa de la enfermedad es compatible con una expectativa de vida más larga. Sin embargo, la debilidad progresiva está presente en todas sus manifestaciones. En estos casos, el tratamiento fisioterapéutico es muy importante para prevenir las contracturas y la escoliosis, deformación de la columna vertebral caracterizada por una desviación lateral.
Error en la proteína SMN
Los resultados del estudio han resaltado la importancia de la proteína SMN en la muerte celular que produce la enfermedad. «La SMN es importante para la supervivencia de las neuronas motoras que hacen mover a los músculos», afirmaba Clive Svendsen, de la Universidad de Wisconsin-Madison (EE. UU.), investigador principal. Para desarrollar las células «enfermas», los investigadores usaron en primer lugar células cutáneas de un niño con AME para crear las células iPS.
Luego, indujeron a estas células madre a convertirse en neuronas motoras. Dado que cada célula del organismo contiene las mismas instrucciones genéticas, las neuronas motoras también portaban la enfermedad genética. Por otro lado, también se crearon neuronas motoras a partir de células de la madre del niño afectado, libres de la enfermedad.
Tras dos meses, las neuronas motoras creadas a partir de las células del niño enfermo comenzaron a morir, mientras que las de las madres siguieron desarrollándose normalmente. Rápidamente, los investigadores relacionaron este fallo con la falta de proteína SMN. «Cuando los científicos estudiamos enfermedades en humanos, por lo general, sólo podemos observar los tejidos afectados después de que ocurre la muerte», explicaba Svendsen. El misterio está en cómo ocurre la enfermedad, y esto es lo que han conseguido: reproducir de forma fiel los pasos que la originan.
Repetición de la jugada
Las células iPS pueden crecer durante meses o años en el laboratorio, por lo que el experimento podrá repetirse en muchos lotes de células. Esta repetición permitirá a los investigadores observar una y otra vez el desarrollo y origen de la enfermedad, lo que facilitará la evaluación de tratamientos potenciales para prevenir la muerte nerviosa en la AME. «Ahora podemos comenzar desde el inicio del desarrollo y repasar el proceso de la enfermedad en el laboratorio», sentenciaba Svendsen.
Los investigadores del estudio opinan que este hallazgo podría servir para estudiar otros trastornos genéticos, como la enfermedad de Huntington. Según Svendsen, es importante encontrar mejores formas de modelar enfermedades humanas complejas que son difíciles de reproducir en animales. Añade que esta técnica es una nueva herramienta prometedora de investigación que podría ayudar a alcanzar este objetivo. Otras enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer y el Parkinson, quizás serán más difíciles de recrear con células reprogramadas.
Este hallazgo marca el último avance en la investigación que reprograma células comunes para que actúen como células madre embrionarias, que son el material maestro del organismo y que pueden inducirse para que produzcan cualquier tipo de tejido o célula sanguínea. Ante la actual inexistencia de curación para la AME, los expertos consideran el transplante con células madres una terapia potencialmente estratégica. Desde sus inicios, las células madre embrionarias han llevado consigo el problema ético del uso de embriones para fines terapéuticos.
Células como las iPS, que se comportan como las embrionarias, solventan este conflicto. Se trata de células adultas que, a través de técnicas de reprogramación celular, se quedan “en blanco” y recuperan, por tanto, la capacidad para diferenciarse en cualquier tipo de tejido. En otras palabras, se les se les borra la memoria para que puedan ser utilizadas con una finalidad deseada. Las iPS son relativamente recientes. Shinya Yamanaka, de la Universidad de Kioto, en Japón, demostró por primera vez en 2006 que las células adultas de ratón (células cutáneas) podían reprogramarse en algo comparable a las células madre embrionarias mediante la introducción de cuatro genes específicos.
Al año siguiente, Yamanaka y James Thomson, de la Universidad de Wisconsin-Madison (EE.UU.), demostraron que con el mismo método se podían crear células iPS humanas. Sin embargo, son varios los estudios que remarcan su posible potencial tumoral, al menos a largo plazo. “Se necesitan varios años en investigación básica antes de que tengamos la capacidad de usar las células iPS en el tratamiento de pacientes”, aseguraba Yamanaka a propósito de un estudio publicado en “Science” en el que aseguraba que las células madre no causan cáncer.
