Neuronas de síndrome de Down cultivadas a partir de células madre muestran una conexión reducida

Actualizado 28/05/2013 13:19:23 CET

MADRID, 28 May. (EUROPA PRESS) -

Anita Bhattacharyya, neurocientífica del Centro Waisman de la Universidad de Wisconsin-Madison, en Estados Unidos, informa en 'Proceedings of the National Academy of Sciences' del desarrollo de células del cerebro a partir de células de la piel de personas con síndrome de Down. Esta investigación permitió ver una reducción de las conexiones y un alto nivel de estrés oxidativo en las neuronas con síndrome de Down.

"A pesar de que el síndrome de Down es muy común, es sorprendente lo poco que sabemos acerca de lo que va mal en el cerebro --dice Bhattacharyya--. Estas nuevas células proporcionan una forma de ver el desarrollo temprano del cerebro". El síndrome de Down, la forma genética más común de retraso mental, es el resultado de la copia extra de un cromosoma. Aunque las personas con síndrome de Down experimentan dificultades intelectuales y otros problemas, los científicos han tenido problemas para identificar qué efectos generalizados causa ese cromosoma extra.

El estudio se inició cuando las células de la piel se transformaron en células madre pluripotentes inducidas, que pueden cultivarse en cualquier tipo de célula especializada. El laboratorio de Bhattacharyya, trabajando con Su-Chun Zhang y Jason Weick, logró desarrollar esas células madre en células cerebrales para su estudio en el laboratorio. Un hallazgo importante fue la reducción de las conexiones entre las neuronas, según Bhattacharyya, quien explica que "se comunican menos, son más tranquilas. Esto es nuevo, pero se ajusta con lo poco que sabemos sobre el cerebro del síndrome de Down".

Las células del cerebro se comunican a través de conexiones llamadas sinapsis y las neuronas de Down tenían sólo alrededor del 60 por ciento del número habitual de sinapsis y la actividad sináptica. "Esto es suficiente para marcar una diferencia --resaltó Bhattacharyya--. Incluso si se recuperan estas sinapsis más tarde, se ha perdido esta ventana de tiempo crítico durante el desarrollo temprano".

Los investigadores analizaron los genes que se vieron afectados en las células madre con síndrome de Down y las neuronas y descubrieron que los genes en el cromosoma extra se incrementaron un 150 por ciento, de acuerdo con la contribución del cromosoma extra.

Sin embargo, la producción de alrededor de 1.500 genes en otras partes del genoma se vio fuertemente afectada. "No es sorprendente ver cambios, pero los genes que cambiaron fueron sorprendentes -subrayó la investigadora--. El aumento predominante fue visto en los genes que responden al estrés oxidativo, que se produce cuando los fragmentos moleculares llamados radicales libres dañan una amplia variedad de tejidos".

"Definitivamente, encontramos un alto nivel de estrés oxidativo en las neuronas con síndrome de Down. Esto ha sido sugerido antes en otros estudios, pero nos quedamos encantados de encontrar más evidencia de ello. Ahora tenemos un sistema que podemos manipular para estudiar los efectos del estrés oxidativo y posiblemente prevenirlo", afirmó.

El síndrome de Down incluye una serie de síntomas que pueden resultar del estrés oxidativo, según Bhattacharyya, incluyendo el envejecimiento acelerado. "En los 40, a los individuos con el síndrome envejecen muy rápidamente: se llenan de canas, tienen arrugas en la piel, un rápido envejecimiento en muchos órganos, y una aparición rápida de la enfermedad de Alzheimer. Muchos de estos procesos pueden deberse a un mayor estrés oxidativo, pero aún no se ha probado directamente", recalca.

El estrés oxidativo puede ser especialmente significativo, ya que aparece desde el principio en las células madre. "Esto sugiere que estas células pasan toda su vida con el estrés oxidativo - añade Bhattacharyya-- y que podría contribuir a la muerte de las neuronas más adelante o aumentar la susceptibilidad a la enfermedad de Alzheimer".

Otros investigadores han creado las neuronas con síndrome de Down a partir de células madre pluripotentes inducidas, recuerda Bhattacharyya. "Sin embargo, somos los primeros en reportar este déficit sináptico e informar sobre los efectos de los genes en otros cromosomas en las neuronas. También somos pioneros en utilizar las células madre de la misma persona que tenía o no tenía el cromosoma de más. Esto permitió fijarnos en que la diferencia sólo causada por el cromosoma extra no se debe a la diferencia genética entre las personas".

La investigación, publicada en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', fue una exploración básica de las raíces del síndrome de Down. Bhattacharyya cree que potencialmente se podrían utilizar estas células para probar o desarrollar drogas de diseño inteligente para atacar los síntomas del síndrome de Down.