Regeneración de células ciliadas para la sordera
La sordera causada por alguna enfermedad, el envejecimiento o defectos congénitos se debe a la pérdida de células ciliadas en el oído interno, la estructura responsable de la detección del equilibrio y el sonido. En la actualidad no existe ningún tratamiento para recuperar las células ciliadas perdidas y, por norma general, se suelen emplear audífonos. Para comprender el mecanismo subyacente a la regeneración de las células ciliadas, se requiere un mejor conocimiento de las moléculas que controlan la generación de tales células. No obstante, los estudios sobre las células ciliadas se enfrentan a la complejidad anatómica del oído interno y el número limitado de células en este órgano. Células ciliadas a partir de células madre Científicos del proyecto GRNHairCell, financiado con fondos europeos, propusieron emplear células madre embrionarias (CME) como una plataforma para estudios «in vitro» del oído interno. Las CME constituyen un enfoque alternativo y prometedor para generar un número ilimitado de células ciliadas en un sencillo plato de cultivo y sin utilizar animales. No obstante, la baja eficiencia y la reproducibilidad de la producción de células ciliadas resultan problemáticas al utilizar mezclas de factores de señalización. «Nuestro enfoque se basa en una metodología diferente que permite, por primera vez, la producción de una gran cantidad de células ciliadas», explica el coordinador del proyecto, el doctor Andrew Jarman. La doctora Aida Costa, titular de una beca Marie Curie que realizó el trabajo, empleó tres proteínas, Atoh1, Pou4f3 y Gfi1, que controlan el desarrollo de las células ciliadas en el embrión. Mediante la manipulación genética de CME para activar la expresión de estos reguladores transcripcionales, fomentó satisfactoriamente una conversión directa y firme de células madre en un fenotipo de células ciliadas. «Un sencillo sistema de cultivo "in vitro" nos ha permitido investigar cómo funcionan juntas estas proteínas en una red para inducir la formación de células ciliadas», señala la doctora Costa. Mediante el sistema de cultivo «in vitro», los investigadores lograron obtener importante información sobre el mecanismo de regeneración de las células ciliadas. Para regenerar las células ciliadas perdidas en pacientes con sordera, se ha investigado en profundidad la proteína Atoh1. No obstante, la Atoh1 por sí sola ha mostrado tener una capacidad regenerativa limitada, lo cual indica que hay más factores implicados en el proceso. Durante el estudio de GRNHairCell, la doctora Costa identificó la Gfi1 como un conmutador de la diferenciación de las células ciliadas y colaborador en la actividad transcripcional de la Atoh1. Además, el análisis de la expresión génica y la actividad de enlace proteína-ADN desveló importantes datos sobre la función de estos factores reguladores. Relevancia clínica de los resultados de GRNHairCell Comprender los mecanismos moleculares mediante los cuales la Gfi1 puede modificar la actividad transcripcional de Atoh1 y Pou4f3 posee, sin duda, una gran importancia científica. Desde una perspectiva clínica, «también es importante comprobar esta combinación específica de factores de transcripción en animales con el oído interno dañado para ver si podemos revertir los daños», explica la doctora Costa. El doctor Jarman confía en que «aunque es posible que no haya una aplicación clínica inmediata de los resultados del estudio de GRNHairCell, los conocimientos obtenidos nos acercan un paso más a comprender el proceso de desarrollo del oído interno y a aprovecharlo en el tratamiento de la sordera. La identificación de los elementos clave en la regeneración de las células ciliadas podría dar lugar a nuevos enfoques de tratamiento de la sordera. Los estudios a nivel del genoma también contribuirán a descubrir nuevas proteínas implicadas en el proceso y a detectar dianas de valor terapéutico».
Palabras clave
GRNHairCell, célula ciliada, sordera, oído interno, Atoh1, Gfi1, Pou4f3