MADRID, 17 Jun. (EUROPA PRESS) -
Investigadores de la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore, Maryland, Estados Unidos, informan en un artículo publicado en la edición digital de este jueves de 'Cell Stem Cell' de que un tipo de células nerviosas humanas cultivadas en el laboratorio pueden asociarse con células del músculo del corazón para estimular las contracciones.
Como las células nerviosas del corazón que laten fueron derivadas de células madre pluripotentes inducidas (iPS) que a su vez se hicieron a partir de células de piel humana, los investigadores creen que las células --conocidas como células nerviosas simpáticas-- será de ayuda en el estudio de los trastornos que afectan al sistema nervioso, es decir, los científicos serán capaces de cultivar células nerviosas en el laboratorio que repliquen enfermedades particulares de los pacientes.
El director del estudio, Gabsang Lee, dice que sus experimentos fueron inspirados en parte por el hecho de que muchos fármacos prometedores en ensayos clínicos fallan debido a los efectos secundarios del sistema nervioso, incluyendo el aumento de la presión arterial. "Nuestro trabajo avanza en la posibilidad de que algún día podamos ser más capaces de predecir qué medicamentos pueden afectar negativamente al funcionamiento de nuestros órganos vitales simplemente probándolos en células cultivadas en el laboratorio", añade.
Las células nerviosas simpáticas son parte del llamado sistema nervioso simpático que activa y regula la respiración, el ritmo cardiaco, el enfoque visual, la digestión y la respuesta de miedo más o menos automáticamente. Las células conectan el cerebro a los ojos, los vasos sanguíneos y órganos más internos, y rara vez se ven influenciadas por el pensamiento consciente.
Cuando se activan estas células, impulsan la liberación de moléculas como la norepinefrina, que hacen cosas como dilatar las pupilas y las vías respiratorias de los pulmones, constreñir los vasos sanguíneos para elevar la señalización de la presión arterial, e incrementar la frecuencia y la fuerza de los latidos del corazón. Las células nerviosas simpáticas que funcionan mal pueden contribuir a muchos trastornos, como presión arterial alta y otras patologías cardiacas.
Para sus experimentos, el grupo de investigación de Lee comenzó con células madre de embriones humanos y células iPS, que ellos diseñaron genéticamente para iluminarse en verde si se activan ciertos genes maestros, un simple signo visual de que las células se convierten en células nerviosas simpáticas.
MADURACIÓN DE LOS NERVIOS SIMPÁTICOS
Tratando múltiples combinaciones de productos químicos, el equipo finalmente encontró una receta que llevó a las células madre a través de diferentes fases de maduración, similar a lo que ocurre durante el desarrollo embrionario, para convertirse en células nerviosas simpáticas. Compararon las proteínas que producen las células y las corrientes eléctricas que generan para patrones conocidos de células nerviosas simpáticas y otras, e informan de que eran consistentes con lo que se encuentra en las células nerviosas simpáticas ordinarias.
Para averiguar si las células nerviosas cultivadas en laboratorio podrían emparejarse correctamente con las células diana y dirigir su funcionamiento, los científicos las cultivaron junto con células musculares del corazón a partir de tres fuentes diferentes: ratones recién nacidos, células madre embrionarias de ratón y células iPS humanas.
Las células nerviosas se conectaron con las células del músculo de las tres fuentes, aunque cuando el equipo añadió la nicotina para estimular las células nerviosas, sólo las células musculares de ratones recién nacidos respondieron con un latido más rápido. Ese resultado necesita ser más estudiado, según Lee, pero podría deberse a que algunas de las células musculares eran demasiado inmaduras.
Como la investigación anterior mostró que las conexiones entre las células nerviosas y sus tejidos diana pueden ayudar a las células nerviosas maduras durante el desarrollo, el equipo examinó las células nerviosas cultivadas con y sin células del músculo cardiaco. Como se predijo, los nervios simpáticos cultivados con células del músculo cardiaco se volvieron más maduros, basándose en las proteínas que liberan, frente a sus contrapartes segregados.
