Modificación del patrón de metilación del ADN en el proceso de diferenciación neuronal de células madre mesenquimales

Abstract

Las lesiones en el sistema nervioso central (SNC) y los trastornos neurodegenerativos agudos constituyen la tercera causa de muerte más frecuente en Europa y Estados Unidos, solo por detrás del cáncer y las enfermedades cardiovasculares. Sin embargo, todavía no existen tratamientos eficaces para sustituir las células nerviosas dañadas. La medicina regenerativa propone el trasplante de células madre obtenidas de distintas fuentes y diferenciadas in vitro como un método prometedor de reparación del tejido neuronal, y son muchos los estudios clínicos que avalan su eficacia. No obstante, la aplicación clínica de esta metodología es muy reducida, debido sobre todo a la incapacidad actual de garantizar su bioseguridad a largo plazo. Este estudio pretende implementar un protocolo eficaz de inducción neuronal in vitro y profundizar en el estudio de los cambios epigenéticos que tienen lugar durante la diferenciación neuronal, en el afán de conocer mejor cuáles son los acontecimientos moleculares que tienen lugar en la célula y conseguir así prever el comportamiento de éstas una vez trasplantadas al paciente. Las células madre mesenquimales (MSCs) adultas derivadas de tejido adiposo (hASCs) ofrecen importantes ventajas prácticas frente a otros tipos de células madre en su potencial aplicación clínica, ya que pueden obtenerse en grandes cantidades, cultivarse y expandirse fácilmente, y presentan muy bajo riesgo de desarrollar neoplasias malignas. En este trabajo se emplearon células madre humanas obtenidas de tejido adiposo (hASCs), concretamente de lipoaspirados, cedidos previo consentimiento firmado por pacientes del hospital La Salud de Granada. Tras ser aisladas siguiendo un protocolo de extracción estándar, que incluye una digestión del tejido con colagenasa tipo I, las células fueron caracterizadas por citometría de flujo. Se obtuvieron porcentajes superiores al 98% para los marcadores mesenquimales CD73, CD105 y CD90 e inferiores al 2% para los marcadores hematopoyéticos CD45, CD34 y CD133. Este hecho confirmó que el experimento partía de un cultivo homogéneo de hASCs.

Central nervous system lesions and acute neurodegenerative disorders are the third most frequent cause of death in Europe and the United States, only behind cancer and cardiovascular diseases. However, there are still no effective treatments to replace the cells from the damaged nerves. Regenerative medicine proposes the transplant of stem cells obtained from different sources and differentiated in vitro as a promising method of tissue repair, with many clinical studies supporting its effectiveness. Nevertheless, the clinical application of this methodology is very limited, mainly due to the current inability to guarantee its biosecurity in the long term. This study aims to implement an effective in vitro neuronal induction protocol and carry out a thorough study of the epigenetic changes that take place during neuronal differentiation, in order to better understand the molecular events that take place in the cell and thus to anticipate its behavior once transplanted to the patient. Adult mesenchymal stem cells (MSCs) derived from adipose tissue (hASCs) offer important practical advantages over other types of stem cells when it comes to their potential clinical application, since they can be obtained in large quantities, easily cultured and expanded and they present a very low risk of developing malignant neoplasms. In this work, hASCs obtained from lipoaspirates, under a signed consent, were donated by patients of the La Salud hospital in the city of Granada. After being isolated following a standard extraction protocol that includes tissue digestion with type I collagenase, the cells were characterized by flow cytometry. Percentages higher than 98% were obtained for the mesenchymal markers CD73, CD105 and CD90 and less than 2% for the hematopoietic markers CD45, CD34 and CD133. This fact confirmed that the experiment started from a homogenous culture of hASCs.