Los científicos han desarrollado neuronas parecidas a las del hipotálamo a partir de células madre. Imagen: Laboratorio de Rudolph Leibel. Fuente: Universidad de Columbia.
Los investigadores han convertido por primera vez con éxito células de piel humana en neuronas reguladoras del apetito. El estudio, dirigido por investigadores del Centro Médico de la Universidad de Columbia (CUMC, Nueva York, EE.UU.) y en la Fundación Células Madre de Nueva York, fue publicado el mes pasado en la edición en línea de la revista Journal of Clinical Investigation.
En un segundo estudio, que ha aparecido en la revista Development, Kevin Eggan, Florian Merkle y Alexander Schier, de la Universidad de Harvard (Boston) también han tenido éxito en la creación de neuronas hipotalámicas a partir de células madre pluripotentes inducidas humanas (iPS, por sus siglas en inglés). Estas neuronas ayudan a regular funciones fisiológicas básicas y del comportamiento en el cuerpo humano, incluyendo, además del apetito, la hipertensión, el sueño, el humor, y algunos trastornos sociales.
Los investigadores de Columbia y Harvard compartieron ideas durante el curso de la investigación, y ambos estudios se co-validan.
"Los ratones son un buen modelo para el estudio de la obesidad en los seres humanos, pero sería mejor tener células humanas. Desafortunadamente, las células que regulan el apetito se encuentran en una parte inaccesible del cerebro, el hipotálamo. Así que, hasta ahora, hemos tenido que conformarnos con un modelo de ratón o con células humanas de autopsias. Esto ha limitado en gran medida nuestra capacidad para estudiar los aspectos fundamentales de la obesidad humana", explica el autor principal Rudolph L. Leibel, profesor de pediatría y medicina, en la nota de prensa de la Universidad de Columbia, a la que pertenece.
En un segundo estudio, que ha aparecido en la revista Development, Kevin Eggan, Florian Merkle y Alexander Schier, de la Universidad de Harvard (Boston) también han tenido éxito en la creación de neuronas hipotalámicas a partir de células madre pluripotentes inducidas humanas (iPS, por sus siglas en inglés). Estas neuronas ayudan a regular funciones fisiológicas básicas y del comportamiento en el cuerpo humano, incluyendo, además del apetito, la hipertensión, el sueño, el humor, y algunos trastornos sociales.
Los investigadores de Columbia y Harvard compartieron ideas durante el curso de la investigación, y ambos estudios se co-validan.
"Los ratones son un buen modelo para el estudio de la obesidad en los seres humanos, pero sería mejor tener células humanas. Desafortunadamente, las células que regulan el apetito se encuentran en una parte inaccesible del cerebro, el hipotálamo. Así que, hasta ahora, hemos tenido que conformarnos con un modelo de ratón o con células humanas de autopsias. Esto ha limitado en gran medida nuestra capacidad para estudiar los aspectos fundamentales de la obesidad humana", explica el autor principal Rudolph L. Leibel, profesor de pediatría y medicina, en la nota de prensa de la Universidad de Columbia, a la que pertenece.
Reprogramación
Para hacer que las células de piel humana se transformaran en neuronas, fueron reprogramadas primero genéticamente para convertirse en células iPS.
Al igual que las células madre naturales, las células iPS son capaces de transformarse en cualquier tipo de célula adulta cuando se les da un conjunto específico de señales moleculares en un orden específico.La tecnología de células iPS se ha utilizado para crear una variedad de tipos de células humanas adultas, incluyendo células beta productoras de insulina y neuronas del cerebro anterior y motoras.
"Pero hasta ahora, nadie ha sido capaz de averiguar cómo convertir células iPS humanas en neuronas del hipotálamo", señala el co-autor Dieter Egli, profesor asistente de pediatría (en biología celular del desarrollo), adscrito tanto a Columbia como a la Fundación Células Madre.
Señales
El equipo conjunto determinó qué señales se necesitan para transformar las células iPS en neuronas hipotalámicas arqueadas, un subtipo de neurona que regula el apetito. El proceso de transformación llevó unos 30 días. Se observó que las neuronas mostraban las propiedades funcionales clave de las neuronas hipotalámicas arqueadas de ratón, incluyendo la capacidad de procesar y secretar con precisión neuropéptidos específicos y responder a señales metabólicas como la insulina y la leptina.
"No creemos que estas neuronas sean idénticas a las neuronas hipotalámicas naturales, pero son parecidas y con todo, son útiles para el estudio de la neurofisiología del control de peso, así como anormalidades moleculares que conducen a la obesidad", resalta Leibel.
Para hacer que las células de piel humana se transformaran en neuronas, fueron reprogramadas primero genéticamente para convertirse en células iPS.
Al igual que las células madre naturales, las células iPS son capaces de transformarse en cualquier tipo de célula adulta cuando se les da un conjunto específico de señales moleculares en un orden específico.La tecnología de células iPS se ha utilizado para crear una variedad de tipos de células humanas adultas, incluyendo células beta productoras de insulina y neuronas del cerebro anterior y motoras.
"Pero hasta ahora, nadie ha sido capaz de averiguar cómo convertir células iPS humanas en neuronas del hipotálamo", señala el co-autor Dieter Egli, profesor asistente de pediatría (en biología celular del desarrollo), adscrito tanto a Columbia como a la Fundación Células Madre.
Señales
El equipo conjunto determinó qué señales se necesitan para transformar las células iPS en neuronas hipotalámicas arqueadas, un subtipo de neurona que regula el apetito. El proceso de transformación llevó unos 30 días. Se observó que las neuronas mostraban las propiedades funcionales clave de las neuronas hipotalámicas arqueadas de ratón, incluyendo la capacidad de procesar y secretar con precisión neuropéptidos específicos y responder a señales metabólicas como la insulina y la leptina.
"No creemos que estas neuronas sean idénticas a las neuronas hipotalámicas naturales, pero son parecidas y con todo, son útiles para el estudio de la neurofisiología del control de peso, así como anormalidades moleculares que conducen a la obesidad", resalta Leibel.
Referencia bibliográfica:
Liheng Wang et al.: Differentiation of hypothalamic-like neurons from human pluripotent stem cells. The Journal of Clinical Investigation (2015). doi:10.1172/JCI79220
Liheng Wang et al.: Differentiation of hypothalamic-like neurons from human pluripotent stem cells. The Journal of Clinical Investigation (2015). doi:10.1172/JCI79220