Un chip con células madre humanas abre una nueva posibilidad para estudiar la ELA
El equipo de investigación ha desarrollado un modelo de la ELA que podría contribuir a identificar tanto su origen como posibles tratamientos eficaces
Los científicos detallan la creación de lo que han denominado "ELA en un chip", una plataforma experimental
Utilizando células madre derivadas de pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA), un equipo de investigación del Cedars-Sinai (Estados Unidos) ha desarrollado un modelo de la enfermedad que podría contribuir a identificar tanto su origen como posibles tratamientos eficaces.
En un trabajo publicado en la revista 'Cell Stem Cell', los científicos detallan la creación de lo que han denominado "ELA en un chip", una plataforma experimental que ya ha comenzado a ofrecer indicios valiosos sobre los factores no genéticos que podrían estar detrás de esta grave patología, también conocida como enfermedad de Lou Gehrig.
Un entorno más realista para estudiar las neuronas motoras
El estudio parte de investigaciones anteriores en las que células adultas de pacientes fueron reprogramadas a células madre. A partir de estas, los investigadores generaron neuronas motoras, las principales afectadas en la ELA, cuya degeneración progresiva lleva a la pérdida de funciones como moverse, hablar, tragar e incluso respirar.
En esta nueva investigación, los expertos implantaron neuronas motoras de pacientes con ELA en los canales superiores de chips microdiseñados, mientras que las células de la barrera hematoencefálica se colocaron en los canales inferiores. Ambos espacios están separados por una membrana porosa, que permite la circulación de fluidos, simulando así el flujo sanguíneo natural en el organismo.
Como grupo de control, se crearon otros chips con células de personas sin ELA, y se analizaron más de 10.000 genes en las neuronas motoras de ambos grupos mediante tecnologías avanzadas.
“En nuestros primeros trabajos, no pudimos detectar muchas diferencias entre las neuronas motoras de pacientes con ELA y las de individuos sanos”, explicó Clive Svendsen, director ejecutivo del Instituto de Medicina Regenerativa del Cedars-Sinai y autor principal del estudio.
“Sin embargo, en esos estudios se empleó un cultivo de laboratorio tradicional, que es estático como un estanque. En el cuerpo, los vasos sanguíneos proporcionan un flujo constante de fluidos para absorber nutrientes y eliminar desechos, e incluso pueden proporcionar otros tipos de apoyo a las neuronas motoras”, añadió.
Gracias al entorno dinámico de los chips especializados, las neuronas motoras maduraron más completamente, lo que permitió detectar alteraciones específicas en las células procedentes de pacientes con ELA.
“Nos intrigó descubrir que la señalización del glutamato, una sustancia química que envía mensajes excitatorios entre neuronas, estaba alterada en las neuronas motoras de la ELA", puntualizó Svendsen. "La liberación excesiva de glutamato se ha considerado durante mucho tiempo una posible causa de la ELA, y uno de los pocos fármacos aprobados para tratar la enfermedad actúa sobre este neurotransmisor. Los cambios que encontramos no parecen causar problemas a las neuronas motoras cuando son jóvenes, pero con el paso de los años es posible que este aumento de la señalización del glutamato sea parte de la razón por la que las neuronas motoras mueren en la ELA".
Aunque estos resultados abren nuevas líneas de investigación, Svendsen subraya que el próximo paso es comprobar si ese exceso de glutamato causa directamente la disfunción o muerte celular.
También reconoce que el glutamato es probablemente solo una pieza dentro de un rompecabezas mucho más complejo que compone el origen de la ELA. “Estos modelos nos permiten comprender mejor las etapas más tempranas del proceso patológico”, añade. "Aún no hemos atado todos los cabos, pero con base en estos hallazgos contamos con un modelo que nos permitirá poner a prueba nuestras teorías. Si logramos demostrar que la señalización del glutamato finalmente enferma las neuronas motoras de la ELA, por ejemplo, podremos aplicar fármacos al lado del chip afectado por los vasos sanguíneos para simular un ensayo clínico. Estos experimentos ya están en marcha".