A partir de productos de células madre será posible estudiar los mecanismos por los cuales se desarrolla la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, una rara enfermedad neurodegenerativa causada por agentes infecciosos atípicos llamados priones.
La enfermedad de Creutzfeldt-Jakob es un trastorno neurodegenerativo que se clasifica dentro de las enfermedades causadas por priones. Estos son agentes infecciosos totalmente distintos de los microorganismos mejor conocidos (bacterias, virus, hongos y parásitos) ya que no tienen material genético, sino únicamente proteínas.
Esta letal enfermedad es, hasta el momento, un enigma dentro de la medicina. Esto se debe, en parte, a la poca capacidad de estudio en modelos in vitro.
Hasta ahora, únicamente era posible estudiar esta enfermedad a través de la infección de animales de laboratorio, método no ideal debido a las dificultades para analizar directamente las células afectadas.
Sin embargo, un grupo de investigadores anglosajones ha descubierto la manera de reproducir la enfermedad en unas células humanas llamadas astrocitos, haciendo mucho más fácil el estudio de la patología en el laboratorio.
Esto podría, en un futuro, facilitar el conocimiento de los mecanismos que generan la enfermedad y el diseño de nuevas alternativas terapéuticas.
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El uso de células madre es vital para comprender la enfermedad
Para llevar a cabo esta tarea, los investigadores tuvieron que hacer uso de un conjunto de células madres pluripotentes capaces de diferenciarse en diversas líneas celulares.
Las células madre son estructuras ampliamente distribuidas por el cuerpo del feto durante el desarrollo intrauterino, y son capaces de dar origen a células maduras diferenciadas de distintos órganos. Esta es una regla que se cumple en distintos tejidos como el nervioso, gastrointestinal, genitourinario, entre otros.
Un puñado de estas células todavía persiste en algunos órganos durante la vida adulta, como es el caso de la médula ósea, que constantemente está regenerando elementos sanguíneos como eritrocitos, plaquetas y linfocitos.
Es posible obtener estas células madre mediante varias técnicas, para después almacenarlas bajo condiciones especiales en los laboratorios. Se sabe que estas células pueden diferenciarse en otros tipos celulares mediante diversos estímulos, como el empleo de proteínas específicas que permitan impulsar la diferenciación celular.
Fue precisamente mediante este protocolo que se pudo obtener células denominadas astrocitos, las cuales forman parte del tejido de sostén de las neuronas, pero que en los últimos años se ha venido descubriendo su importante papel metabólico en el sistema nervioso.
Los investigadores, luego de varios intentos, lograron infectar a estos astrocitos obtenidos experimentalmente con priones almacenados en el laboratorio.
El resultado fue sumamente alentador: estas células mostraban las alteraciones genéticas y proteicas características de la enfermedad, exactamente igual a como sucede en los humanos.
Las células no morían inmediatamente, sino que seguían el curso razonable de la enfermedad a nivel molecular, lo cual daba tiempo suficiente a los investigadores de analizar las alteraciones propias de la patología.
Esto abre numerosas posibilidades para que, en un futuro, pueda determinarse de manera mucho más cómoda los mecanismos por los cuales se producen los síntomas neurológicos en estos pacientes.
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Nuevos horizontes para comprender una enfermedad poco común, pero devastadora
Los priones son capaces de atacar las células sanas y alterar todas las funciones dependientes de proteínas, debido a que estas se aglomeran de forma anómala y cambian de estructura rápidamente, impidiendo ejercer sus funciones normales.
Al ser las proteínas unas macromoléculas involucradas en la replicación del ADN, la elaboración de casi todas las reacciones químicas y el mantenimiento estructural de la célula, es fácil comprender cómo se produce rápidamente la muerte localizada en los tejidos con una sintomatología asociada sumamente florida.
El efecto es potenciado cada vez más debido a la capacidad de diseminación de la “infección”, por lo que es una enfermedad letal que evoluciona rápidamente, siendo el tejido nervioso uno de los principales involucrados.
En este sentido, luego de la infección ocurren una serie de síntomas como pérdida de la memoria, deterioro cognitivo, ceguera y coma, que evoluciona eventualmente y de manera definitiva hacia la muerte del paciente.
Es por su rareza y dificultad diagnóstica que la enfermedad no ha podido estudiarse completamente. Gracias a los resultados aportados por este estudio, se podrá investigar de manera detallada los mecanismos por los cuales se produce la enfermedad.
Esto no solo permitirá comprender mejor los síntomas, sino que permitirá identificar nuevos blancos terapéuticos para un enfermedad que se cobra vidas que se esfuman sin una explicación detallada acerca de cómo sucedió la infección y por qué evoluciona de manera tan inexorable.
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Fuentes y referencias:
Zuzana Krejciova et al. Human stem cell–derived astrocytes replicate human prions in aPRNPgenotype–dependent manner, The Journal of Experimental Medicine (2017). DOI: 10.1084/jem.20161547
Medicalxpress (2017). Brain cell advance brings hope for Creutzfeldt-Jakob disease. Disponible en: https://medicalxpress.com/news/2017-11-brain-cell-advance-creutzfeldt-jakob-disease.html
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