MADRID, 10 May. (EUROPA PRESS) -
Científicos de Estados Unidos han generado con éxito neuronas similares al hipotálamo a partir de células madre pluripotentes inducidas por humanos (hiPSCs) tomadas de la sangre y las células de la piel de personas súper obesas y personas con un peso corporal normal. Los investigadores encontraron que las células cerebrales derivadas de los súper obesos tenían más probabilidades de desregular las hormonas relacionadas con el comportamiento alimentario y el hambre, así como con los genes relacionados con la obesidad y las vías metabólicas, según informan en un artículo publicado este jueves en 'Cell Stem Cell'.
"Este es el primer paso en la aplicación de una plataforma basada en iPSC para modelar enfermedades poligénicas complejas como la obesidad --explica el autor principal Dhruv Sareen, biólogo de células madre en el Centro Médico Cedars-Sinai--. Desarrollamos una gran plataforma que potencialmente podría utilizarse para evaluar los efectos de la terapéutica experimental en neuronas hipotalámicas específicas del paciente de pacientes obesos con diferentes antecedentes genéticos, índice de masa corporal y exposiciones ambientales".
En la mayoría de las personas obesas, los genes que heredan tienen pequeños efectos que contribuyen a la susceptibilidad a la obesidad. Muchos de estos genes regulan las funciones hipotalámicas, como la ingesta de alimentos y el metabolismo energético. Pero los tejidos hipotalámicos humanos no son fácilmente accesibles, lo que subraya la necesidad urgente de modelos neuronales relevantes para la investigación de la obesidad.
Para superar este problema, Sareen y sus colaboradores desarrollaron un enfoque basado en hiPSC para generar neuronas hipotalámicas funcionales que modelan formas de obesidad con orígenes genéticos complejos. Generaron hiPSCs de sangre y células de la piel tomadas de individuos súper obesos, que tenían un índice de masa corporal (IMC) de 50 o más y múltiples variantes genéticas, así como sujetos normales con un índice de masa corporal de 25 o menos. Estas hiPSCs se convirtieron luego en neuronas similares a las del hipotálamo que compartían perfiles de expresión génica parecidos a los de las células del hipotálamo post-mortem de adultos.
RESPUESTAS ANORMALMENTE FUERTES A LA HORMONA DEL HAMBRE
Estas neuronas secretan neuropéptidos que regulan el comportamiento de alimentación en respuesta a la hormona del hambre ghrelina y la hormona de la saciedad leptina, que son liberadas por las células en el intestino y el tejido graso, respectivamente. Las neuronas similares a las del hipotálamo generadas a partir de individuos súper obesos mostraron una respuesta anormalmente fuerte a la ghrelina, en contraste con las derivadas de sujetos normales. Además, las neuronas similares a las del hipotálamo generadas a partir de individuos súper obesos conservaron signos de desregulación en los genes relacionados con la obesidad y las vías metabólicas, a pesar de someterse al proceso de reprogramación.
Las hiPSCs se han utilizado principalmente para estudiar formas raras de enfermedades causadas por mutaciones en un solo gen. Aunque un par de laboratorios generaron recientemente neuronas similares al hipotálamo derivadas de hiPSC, no demostraron que estas células secretan neuropéptidos en respuesta a señales hormonales o pueden modelar con precisión formas poligénicas complejas de obesidad humana grave.
"En última instancia, estamos allanando el camino para la medicina personalizada o de precisión, en la que los medicamentos pueden personalizarse para pacientes obesos con diferentes antecedentes genéticos y estado metabólico de la enfermedad, dependiendo de su tolerancia y reacción a las combinaciones de medicamentos", dice Sareen.
Una posible limitación del estudio es que el comportamiento alimentario está regulado por el hipotálamo en estrecha colaboración con muchos otros órganos y tipos de células, como la glándula pituitaria, el páncreas, el hígado, el intestino y la grasa. En estudios futuros, Sareen y su equipo evaluarán si las neuronas hipotalámicas derivadas de hiPSC se comunican con otros tipos de células relevantes y forman circuitos funcionales tanto en un plato como en organismos vivos.
Sareen subraya: "Hay varios pasos intermedios antes de que podamos darnos cuenta del potencial de esta tecnología iPSC para convertirse en una plataforma fiable para detectar posibles terapias para la obesidad y otras enfermedades metabólicas".
