Oamenii de știință de la MIT au transformat celulele pielii în neuroni

O nouă tehnică dezvoltată la Massachusetts Institute of Technology (MIT), din SUA, transformă celulele pielii în neuroni fără a fi necesară transformarea lor prealabilă în celule stem. Demonstrată pe celule de șoarece, această metodă simplifică și eficientizează producerea neuronilor la scară largă.

Dacă tehnologia care transformă celulele pielii în neuroni ar fi aplicată la oameni, ar putea revoluționa tratamentele pentru leziuni ale măduvei spinării și pentru bolile neurodegenerative.

• Modul în care psihopații procesează durerea ar putea explica lipsa lor de empatie
• „Micile puncte roșii” din Universul timpuriu ar putea fi găuri negre care funcționează la putere maximă

„Am reușit să obținem randamente care ne permit să ne întrebăm dacă aceste celule pot fi candidate viabile pentru terapiile de înlocuire celulară, ceea ce sperăm să fie cazul. Aceasta este direcția în care aceste tehnologii de reprogramare ne pot conduce”, afirmă Katie Galloway, autoare a studiului.

O nouă tehnică transformă celulele pielii în neuroni

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

„De multe ori, una dintre provocările reprogramării este că celulele pot rămâne blocate în stări intermediare. Folosim conversia directă, în care, în loc să trecem printr-o etapă iPSC, transformăm direct o celulă somatică într-un neuron motor”, explică Galloway.

Echipa de la MIT a creat o metodă care elimină faza celulelor stem prin conversie directă. Utilizând doar trei factori de transcripție, împreună cu alte două gene care stimulează proliferarea, cercetătorii au transformat celulele pielii de șoarece în neuroni motori. Această tehnică a permis generarea a peste zece neuroni dintr-o singură celulă a pielii, o creștere de 1.100% față de alte metode.

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

Ce obstacole au trebuit să depășească oamenii de știință?

Unul dintre cele mai mari obstacole în conversia celulară directă este livrarea corectă a tuturor genelor necesare la nivelurile potrivite. În cercetările anterioare, fiecare genă necesita un vector viral diferit, ceea ce îngreuna controlul expresiei. Însă cercetătorii de la MIT au reușit să rezolve această problemă combinând toți cei trei factori de transcripție într-un singur virus modificat. Acest lucru a asigurat nivelurile corecte de expresie și a transformat radical procesul.

Pentru a crește și mai mult eficiența, un alt virus a fost utilizat pentru a introduce două gene suplimentare, care accelerează diviziunea celulară. Celulele care au trecut prin această fază de hiperproliferare au devenit mult mai ușor de convertit, ceea ce a condus la o creștere semnificativă a numărului de neuroni generați, scrie Interesting Engineering.

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

Deși studiile clinice pentru utilizarea de neuroni derivați din iPSC sunt deja în desfășurare pentru tratarea sclerozei laterale amiotrofice (ALS), 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.

Studiul a fost publicat în revista Cell Systems.

Vă recomandăm să citiți și:

Oamenii de știință au creat un spray nazal pentru tratarea leziunilor cerebrale traumatice

Cercetările sugerează că există patru categorii de îndrăgostiți

Oamenii care cred în teoriile conspirației sunt și mai dușmănoși, arată un studiu

Mit sau adevăr: Femeile își dezvoltă masa musculară dacă sincronizează exercițiile cu ciclurile menstruale