Reconstrucción de circuitos cerebrales con tecnología de células madre
A medida que Europa envejece, ha aumentado la incidencia de enfermedades neurodegenerativas debilitantes e incurables. Son la principal causa de discapacidad en Europa(se abrirá en una nueva ventana), que afectan a 1 de cada 3 personas, y los tratamientos actuales se limitan en gran medida a proporcionar alivio sintomático. El proyecto NSC-Reconstruct(se abrirá en una nueva ventana) pretendía avanzar en la medicina regenerativa para poder reparar el tejido cerebral dañado con implantes de células neuronales creadas a partir de células madre. «La sustitución de células neuronales, basada en tecnologías de células madre y en la reprogramación celular, es una de las opciones terapéuticas de futuro más prometedoras», explica la coordinadora del proyecto, Elena Cattaneo, catedrática de farmacología de la Universidad de Milán(se abrirá en una nueva ventana) en Italia. «Nuestra esperanza es que los tratamientos regenerativos neuronales adaptados a las necesidades de diferentes enfermedades como la enfermedad de Parkinson o la enfermedad de Huntington puedan llegar algún día a millones de pacientes en todo el mundo».
Contrarrestar el rechazo del sistema inmunitario
El proyecto combinaba varios métodos biotecnológicos innovadores, como la ingeniería de células madre, el diseño de vectores virales, la quimiogenética(se abrirá en una nueva ventana), la proteómica espacial y la imagen avanzada. El proyecto comenzó desarrollando protocolos mejorados para convertir células madre en neuronas que degeneran en la enfermedad de Parkinson o la enfermedad de Huntington. Entre ellas, neuronas dopaminérgicas del mesencéfalo, neuronas espinosas medias y neuronas colinérgicas del cerebro anterior basal. Para evaluar si estas células se captarían con éxito, se desarrolló una línea de células madre denominada H9-Bi-DREADD, que podía activarse o desactivarse mediante la administración de moléculas específicas. Ello permitió al equipo modular la actividad del injerto tras el trasplante. «Por último, abordamos el rechazo del sistema inmunitario, uno de los principales retos de la medicina regenerativa», afirma Cattaneo. «Lo conseguimos desarrollando células hipoinmunes modificadas genéticamente para mejorar la supervivencia del injerto».
Medicina regenerativa de vanguardia
El proyecto generó varios avances(se abrirá en una nueva ventana) científicos y tecnológicos clave en el campo de la medicina regenerativa cerebral. «Uno de los principales resultados ha sido el desarrollo de nuevas herramientas para el control de calidad y la caracterización de los progenitores dopaminérgicos derivados de células madre», añade Cattaneo. Son esenciales para desarrollar terapias celulares para trastornos como la enfermedad de Parkinson. Dos de estas innovaciones ya se han comercializado en forma de kits: paneles de reactivos para la identificación de progenitores dopaminérgicos y un ensayo de control de calidad para la producción de células progenitoras dopaminérgicas. El proyecto también generó otras innovaciones importantes que actualmente se siguen explotando. Se trata de una plataforma de microscopía para el análisis multiplexado de la expresión de proteínas y un ensayo diseñado para evaluar la inmunogenicidad de los injertos derivados de células madre. Para los pacientes, los beneficios a largo plazo incluyen la posibilidad de pasar de tratamientos que solo alivian los síntomas a terapias que restauran la función neuronal perdida. «Al sustituir las neuronas dañadas y reconstruir los circuitos neuronales, estos métodos podrían mejorar las funciones motoras y cognitivas y aumentar considerablemente la calidad de vida de los pacientes», explica Cattaneo.
Hacia los primeros ensayos clínicos en humanos
Los próximos pasos incluyen el avance de las tecnologías más prometedoras hacia la traslación clínica. Otro paso importante será la normalización y ampliación de los protocolos de fabricación de células, incluidos unos sistemas de control de calidad sólidos, para cumplir los requisitos normativos de la producción de grado clínico. «Es necesario seguir trabajando para abordar retos traslacionales clave, como mejorar la supervivencia de los injertos, garantizar la integración funcional en los circuitos neuronales del huésped y minimizar el rechazo inmunológico», señala Cattaneo. «Avances como las líneas celulares hipoinmunes y los ensayos de inmunogenicidad desarrollados en el proyecto desempeñarán aquí un papel importante. En última instancia, estos esfuerzos allanarán el camino para los primeros ensayos clínicos en humanos, en los que se podrá evaluar la seguridad y el potencial terapéutico de estas estrategias regenerativas».
