Cercetătorii de la MIT au transformat celulele pielii în neuroni

O echipă de cercetători de la Massachusetts Institute of Technology (MIT), SUA, a dezvoltat o nouă tehnică ce transformă celulele pielii în neuroni, fără a fi nevoie de conversia lor prealabilă în celule stem. Testată pe celule de șoarece, metoda simplifică și eficientizează producerea neuronilor la scară largă.

Dacă această tehnologie ar putea fi aplicată la oameni, ar deschide noi perspective pentru tratarea leziunilor măduvei spinării și a bolilor neurodegenerative.

„Am obținut randamente care ne permit să ne întrebăm dacă aceste celule pot deveni candidați viabili pentru terapii de înlocuire celulară – ceea ce sperăm să fie cazul. Aceasta este direcția în care ne pot conduce tehnologiile de reprogramare”, afirmă Katie Galloway, autoarea studiului.^[sursa]

O metodă inovatoare pentru a transforma celulele pielii în neuroni

Metodele tradiționale de transformare a unui tip de celulă în altul presupun un pas intermediar: reprogramarea celulei într-o celulă stem pluripotentă indusă (iPSC), urmată de diferențierea acesteia în tipul celular dorit.

„Unul dintre obstacolele reprogramării este că celulele pot rămâne blocate în stadii intermediare. Noi folosim conversia directă: în loc să trecem printr-o etapă iPSC, transformăm direct o celulă somatică într-un neuron motor”, a explicat Galloway.

Echipa de la MIT a eliminat complet faza celulelor stem prin această abordare. Utilizând doar trei factori de transcripție, împreună cu două gene care stimulează proliferarea, cercetătorii au transformat celulele pielii de șoarece în neuroni motori. Rezultatul? O creștere de 1.100% a producției de neuroni, cu peste zece neuroni generați dintr-o singură celulă a pielii.

„Dacă am exprima factorii de transcripție la niveluri foarte ridicate în celulele care nu se divid, ratele de reprogramare ar fi foarte scăzute. În schimb, celulele hiperproliferative sunt mult mai receptive. Practic, ele sunt ‘pregătite’ pentru conversie și devin mult mai sensibile la factorii de transcripție”, a mai explicat Galloway.

Ce obstacole au depășit cercetătorii?

Unul dintre cele mai mari obstacole ale conversiei celulare directe este livrarea precisă a genelor necesare, la nivelurile potrivite. În studiile anterioare, fiecare genă necesita un vector viral separat, ceea ce îngreuna controlul expresiei. Cercetătorii de la MIT au rezolvat această problemă combinând toți cei trei factori de transcripție într-un singur virus modificat, asigurând astfel expresia optimă și transformând fundamental procesul.

Pentru a crește eficiența, au folosit un al doilea virus pentru a introduce două gene suplimentare care accelerează diviziunea celulară. Celulele care au trecut prin această fază de hiperproliferare s-au dovedit mult mai ușor de convertit, ceea ce a dus la o creștere semnificativă a numărului de neuroni generați.^[studiu]

După testarea mai multor sisteme virale de livrare, echipa a constatat că retrovirusurile sunt cele mai eficiente. De asemenea, reducerea densității celulelor în cultură a îmbunătățit considerabil ratele de conversie, permițând obținerea rapidă a unui număr mare de neuroni în doar două săptămâni.

În prezent, studiile clinice care folosesc neuroni derivați din celule stem pluripotente induse (iPSC) sunt deja în desfășurare pentru tratarea sclerozei laterale amiotrofice (ALS). Totuși, generarea unor cantități suficiente de neuroni de înaltă calitate rămâne o provocare. Noua metodă de conversie directă ar putea oferi o alternativă mai eficientă, accelerând dezvoltarea terapiilor bazate pe neuroni.