Caracterización clínica y mutacional de pacientes con leucemia linfocítica crónica con múltiples ganancias cromosómicas

Células B en leucemia linfocítica crónica

La leucemia linfocítica crónica (LLC) es un cáncer hematológico que se caracteriza por la acumulación progresiva de linfocitos B maduros en la sangre, la médula ósea y el tejido linfático. Esta enfermedad es muy heterogénea a nivel clínico debido en gran medida a la gran variabilidad de defectos genéticos que pueden presentar las células tumorales de cada paciente. Una de las técnicas que se utiliza para identificar anomalías cromosómicas que ayuda a definir el pronóstico de los enfermos es la hibridación in situ fluorescente (FISH). De los pacientes con LLC a los que se realiza un estudiocitogenético de FISH, aproximadamente el 80% presentan alteraciones cromosómicas. Entre ellas, la deleción del brazo largo del cromosoma 13 [del(13q)] se asocia con buen pronóstico, la trisomía 12 con pronóstico intermedio, y la deleción del brazo largo del cromosoma 11 [del(11q)] y la deleción del brazo corto del cromosoma 17 [del(17p)] con pronóstico desfavorable.

Identificación de un pequeño subgrupo de pacientes de leucemia linfocítica crónica con ganancias cromosómicas y mal pronóstico

Un primer estudio retrospectivo con 1 359 enfermos de LLC analizados mediante FISH en el Hospital Universitario de Salamanca permitió identificar 7 pacientes que tenían células tumorales con ganancias de material cromosómico en al menos tres de las cinco sondas usadas mediante la técnica de FISH (11q22/ATM, 12q13, 13q34, 14q34/IGH y 17p13/TP53) (González-Gascón y Marín I, et al. 2016). Estos resultados sugerían que este pequeño grupo de enfermos presentaban un cariotipo hiperdiploide caracterizado por la presencia de más de 46 pares de cromosomas. La hiperdiploidía es una anomalía citogenética muy conocida en otras neoplasias hematológicas como la leucemia aguda linfoblástica, el mieloma múltiple, o la leucemia mieloide aguda. Se asocia con un pronóstico favorable en mieloma múltiple y leucemia linfoblástica aguda infantil. Por el contrario, en la LLC hemos descrito que es un evento citogenético muy poco frecuente (menos del 1% de las LLCs), y se asocia con mal pronóstico. En comparación con un grupo control de pacientes de LLC sin hiperdiploidía, las LLCs con hiperdiploidía presentaban de manera significativa menores niveles de hemoglobina, mayores niveles de LDH, estadios clínicos de Rai avanzados, y un mayor porcentaje de casos con hepatomegalia. Además, un mayor porcentaje de pacientes no presentaban mutaciones en la cadena pesada de las inmunoglobulinas. Todos estos marcadores pronósticos clínicos y biológicos se asocian con un curso clínico desfavorable en la LLC.

Seis de los siete pacientes de LLC con hiperdiploidía necesitaron tratamiento durante el curso de su enfermedad. Cabe destacar que el tiempo hasta el primer tratamiento era significativamente menor en el grupo de enfermos con hiperdiploidía respecto al grupo control (1 mes versus 63 meses). También presentaron una supervivencia global significativamente menor (66 meses versus 147 meses). En general, la LLC es una enfermedad asintomática al diagnóstico y la mayoría de los pacientes no necesitan tratamiento. Por tanto, hemos definido un subgrupo de pacientes de LLC de alto riesgo que, aunque no es común, presenta un pronóstico muy adverso.

Análisis FISH de los cromosomas humanos, técnica para identificar anomalías cromosómicas. En la imagen se muestran los cromosomas teñidos y sondas fluorescentes correspondientes a algunos centrómeros, que revelan una traslocación entre cromosomas.

Presencia de alteraciones genéticas en genes involucrados en respuesta al daño del ADN

Resultados previos en otras neoplasias han descrito que la hiperdiploidía se relaciona con la inestabilidad genética debido a defectos en el gen TP53. Así, en un segundo estudio nuestro grupo planteó analizar el perfil mutacional de los enfermos de LLC con hiperdiploidía (Hernández-Sánchez M, et al. 2019). Para ello, en el laboratorio se diseñó un panel de 54 genes incluyendo los genes más frecuentemente mutados en la LLC e involucrados en su patogénesis para analizar la presencia de mutaciones somáticas mediante secuenciación masiva. En primer lugar, se observó que la frecuencia de genes mutados es más alta que en una cohorte de LLCs sin seleccionar y al diagnóstico, siendo los genes más frecuentemente mutados TP53 (43%), ATM(29%), SF3B1 (29%) y BRAF (29%). Además, el 62% de las mutaciones habían sido descritas en genes previamente asociadas con mal pronóstico en la LLC (ATM, TP53, SF3B1, BRAF, NOTCH1, RPS15).

Al analizar qué alteraciones genéticas podrían estar relacionadas con el cariotipo hiperdiploide de estos enfermos, se observó que la mayoría de estos pacientes (72%) tenían deleciones o mutaciones en genes como TP53 o ATM. La inactivación de estos genes involucrados en el mecanismo de respuesta a daño del ADN se ha asociado con una mayor inestabilidad genómica. Tres de los pacientes tenían alteraciones en TP53: uno tenía TP53 mutado, y los otros dos tenían mutación y pérdida de TP53 (la deleción fue descrita mediante FISH). Dos de estos pacientes tenían mutado también SF3B1, un gen conocido por su papel en la maquinaria de splicing del ARN, pero que recientemente se ha descrito que mutaciones en este gen pueden llevar a un fallo en la respuesta del daño del ADN. También uno de los enfermos con TP53mutado presentaba una mutación en el gen RPS15, que se ha relacionado con alteraciones de TP53 y se ha descrito como un nuevo driver de la LLC. Por otra parte, dos casos tenían alteraciones en ATM: uno tenía una mutación, mientras que el otro tenía un defecto bialélico de este gen debido a la presencia de mutación y deleción. Llama la atención que estos dos pacientes presentaban mutaciones en el gen BRAF. Este oncogén desempeña un papel importante en la ruta biológica RAS/MAPK/ERK, y recientemente se han descrito que defectos en esta vía de señalización se asocian con mal pronóstico en la LLC.

Al comparar las mutaciones identificadas en el grupo de pacientes con hiperdiploidía y en el grupo control sin este perfil citogenético, se observó un porcentaje significativamente mayor de enfermos con mutaciones genéticas involucradas en respuesta al daño del ADN (72% versus 12%), y que podrían resultar en una mayor inestabilidad genómica en estos pacientes. De hecho, la media de mutaciones fue significativamente mayor en los enfermos con hiperdiploidía.

Los investigadores analizaron qué alteraciones genéticas podrían estar relacionadas con el cariotipo hiperdiploide de algunos de los enfermos

Será necesario integrar estos conocimientos clínicos y genéticos en cohortes más numerosas de pacientes de LLC para confirmar los resultados observados en este subgrupo de LLCs con tan baja incidencia. En este sentido, se debe recordar el contexto de envejecimiento que sufre la población española que tiene la esperanza de vida más elevada de toda la Unión Europea, lo que supondrá un aumento de las enfermedades crónicas en los próximos años. Por ello, serán de especial relevancia para el futuro la realización de estudios de investigación dirigidos a profundizar en el conocimiento de neoplasias como la LLC. En paralelo, la práctica de estudios funcionales permitirá validar los defectos en la respuesta y la reparación de daño de ADN en células primarias de enfermos de LLC con hiperdiploidía. Con el objetivo de aprovechar los defectos de las células tumorales para inducir su muerte, la letalidad sintética podría presentarse como una aproximación ideal de medicina personalizada en este subgrupo de pacientes diagnosticados de LLC.

Estos trabajos han sido financiados por el Fondo de Investigación Sanitaria (PI15/01471 y PI18/01500) del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) “Una manera de hacer Europa”. MHS ha recibido financiación de la Sociedad Española de Hematología y Hemoterapia (FEHH-Janssen).

La edición del genoma in vivo en neuronas alivia síntomas del Alzhéimer en un modelo en ratón

Investigadores de la Universidad Dongguk, en Seul, han desarrollado unas nanopartículas con el sistema de edición del genoma CRISPR-Cas9 que son capaces de modificar in vivo las células nerviosas y aliviar los síntomas del Alzhéimer en un modelo en ratón.

La enfermedad de Alzheimer es un trastorno neurodegenerativo caracterizado por la pérdida progresiva de la memoria junto con otras funciones. El riesgo a desarrollar enfermedad de Alzhéimer aumenta con la edad, por lo que, ante el incremento en la esperanza de vida que se ha producido en gran parte del mundo, se espera que el número de afectados aumente significativamente en los próximos años. Esta situación hace imperante la investigación de aproximaciones terapéuticas a la enfermedad.

Las neuronas son células diferenciadas que no se dividen y su difícil acceso complica cualquier intento de que los componentes de cualquier sistema de edición del genoma lleguen al ADN

El sistema de edición del genoma CRISPR se ha presentado como una herramienta de gran potencial en el tratamiento de las enfermedades genéticas, especialmente aquellas en las que las células a modificar constituyen un reservorio fácilmente accesible. En este sentido las células nerviosas, como aquellas que se ven afectadas por el Alzhéimer, ofrecen un reto adicional para la edición del genoma. Las neuronas son células diferenciadas que no se dividen y su difícil acceso complica cualquier intento de que los componentes de cualquier sistema de edición del genoma lleguen al ADN, localizado en su núcleos celulares.

El equipo de investigadores de la Universidad de Dongguk en Seul ha abordado con éxito la modificación in vivo de las células nerviosas en un modelo en ratón de Alzhéimer. Para hacer llegar la terapia a las células diana, los investigadores diseñaron unos complejos nanoscópicos compuestos por un péptido anfifílico (caracterizado por tener un extremo polar soluble en agua y un extremo hidrofóbico) y los componentes del sistema CRISPR (una enzima que corta el ADN y un ARN guía que la posiciona en la posición correcta del ADN).  La adición del péptido a los componentes del sistema CRISPR llevaba a la formación de complejos esféricos que pueden atravesar la membrana de las células neuronales.

Los componentes CRISPR utilizados en el estudio estaban dirigidos a inhabilitar el gen Bace1, que codifica para una enzima necesaria para la producción de los péptidos beta-amiloide, que cuando se acumulan constituyen uno de los rasgos típicos de la patología de la enfermedad de Alzheimer.

Los investigadores inyectaron los nanocomplejos en la corteza cerebral de ratones  y  observaron una disminución en la expresión de Bace1 en los animales tratados, respecto a los animales control y no detectaron inflamación o toxicidad, lo que apuntaba a que su utilización podría tener una relevancia terapéutica.

Región cerebral del hipocampo en ratón.

Una vez confirmada la efectividad de la estrategia para reducir la expresión de Bace1, los investigadores utilizaron la misma aproximación para evaluar su efecto en ratones modelo para el Alzhéimer. Para ello, inyectaron los nanocomplejos en el hipocampo, un área cerebral relacionada con la memoria, de los ratones modelo. El equipo observó que el tratamiento reducía la acumulación de placas de proteína beta-amiloide y los animales mostraban mejoras en su ejecución de tareas y otros rasgos observados en el modelo animal.

Los resultados del trabajo plantean una estrategia de edición del genoma basada en CRISPR como potencial tratamiento frente a la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo todavía es pronto para hablar de un ensayo clínico en pacientes. De momento, los investigadores han demostrado que es posible modificar el ADN de neuronas in vivo en ratones modelo para la enfermedad. Por delante queda optimizar el sistema para estimar las dosis más adecuadas y desarrollar sistemas de administración a las células diana, así como evaluar sus efectos a largo plazo y  confirmar su seguridad, puesto que no hay que olvidar que la edición del genoma sería irreversible.

 

Desarrollado un método de amplificación del ADN basado en CRISPR

La amplificación del ADN mediante reacciones en cadena mediadas por una enzima polimerasa, técnica conocida como PCR, marcó un antes y un después en la biología molecular y ha sido decisiva para  el desarrollo de la Genética Médica.

Numerosas técnicas analíticas necesitan amplificar el fragmento de ADN de interés hasta alcanzar una concentración determinada para poder ser utilizadas con éxito. La técnica de PCR es una amplificación cíclica dirigida por oligonucleótidos de ADN o cebadores que se unen al ADN y delimitan la región de interés a amplificar. En cada ciclo de amplificación se aumenta la temperatura para separar las cadenas de ADN y se disminuye de nuevo para que se unan de nuevo los cebadores y la polimerasa pueda sintetizar nuevas cadenas. Estos cambios de temperatura deben ser precisos para garantizar que la amplificación se realiza de forma específica y la polimerasa puede trabajar. Por esta razón, las reacciones de PCR se llevan a cabo en termocicladores, instrumentos relativamente voluminosos y delicados, que además consumen bastante energía.

La reacción en cadena de la polimerasa, una de las técnicas moleculares más extendidas y conocidas de todo el mundo, ha cumplido este mayo 35 años.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Shanghai en China acaba de desarrollar una alternativa a la amplificación del ADN por PCR. La nueva técnica está basada en el mismo mecanismo de defensa bacteriano del que deriva el sistema CRISPR de edición del genoma, no requiere cambios de temperatura y puede llevarse a cabo a 37ºC, lo que podría facilitar la amplificación del genoma fuera de los laboratorios.

CRISPR deriva de un sistema de defensa inmunitario bacteriano por el que las bacterias incorporan en su genoma pequeños fragmentos del ADN de los agentes víricos que las han atacado. Cuando la bacteria entra en contacto de nuevo con estos virus, los fragmentos de ARN producidos de su ADN guían a enzimas especializadas en cortar ADN hacia el ADN de los virus, que es cortado y por tanto eliminado. Una de estas enzimas, Cas9, se utiliza en el sistema de edición del genoma CRISPR. La nueva técnica de amplificación del ADN también se aprovecha de su actividad guiada y específica, con algunas modificaciones.

¿Cómo funciona la amplificación del ADN basada en CRISPR?

El método consta de diversos componentes. Por una parte, los investigadores han desarrollado una nueva versión de Cas9 que en lugar de cortar la hebra de ADN por completo introduce un único corte en una de las cadenas. Además, la especificidad para amplificar un fragmento de ADN viene mediada por los dos ARNs guía que se unen a Cas9 para formar dos complejos diferentes. Los últimos componentes son una enzima polimerasa que puede sintetizar ADN a 37ºC y dos pequeños oligonucleótidos de ADN conocidos complementarios a los extremos de la secuencia de interés que actuarán como cebadores extra.

Mecanismo de funcionamiento de la PCR basada en CRISPR. La enzima Cas9 modificada es dirigida a la región de interés por medio de los ARNs guía. Los complejos Cas9 introducen dos cortes sencillos en una de las cadenas de la doble hélice. A continuación, la polimerasa sintetiza ADN desde el primer punto de corte y va desplazando el ADN, que se libera cuando llega al segundo punto de corte. Posteriormente, la polimerasa puede actuar de nuevo en el fragmento de ADN con los cortes y el ADN liberado puede actuar de molde para sucesivas rondas de amplificación, gracias a dos cebadores extra.

La amplificación funciona de la siguiente forma: en primer lugar, los complejos Cas9-ARN localizan la región a identificar, se unen a ella e introducen un corte en una de las hebras de ADN; a continuación, la enzima polimerasa empieza a sintetizar ADN a partir del primer corte, desplazando durante el proceso la antigua hebra de ADN, hasta que esta es liberada al alcanzar el segundo punto de corte. La nueva cadena sintetizada volverá a sufrir cortes y a ser liberada y las cadenas liberadas pueden actuar como moldes para rondas sucesivas con los cebadores extra, aumentando de forma exponencial el número de moléculas amplificadas.

Los investigadores han utilizado esta técnica de amplificación con ADN bacteriano y han estimado que la técnica permite detectar y amplificar 2 copias de ADN en un volumen de 20 microlitos.

Aunque todavía queda por confirmar su eficacia en todo tipo de ADN y su adaptabilidad a todo tipo de laboratorios, el nuevo método de amplificación de ADN podría resultar de gran utilidad en aquellos contextos en los que no es posible disponer de un termociclador al uso, especialmente en la detección de ácidos nucleicos específicos. “Considerando su superior sensibilidad y especificidad, así como su simpleza de implementar, rapidez y rasgos isotérmicos, Cas9nARN muestra gran potencial para convertirse en un ensayo rutinario para la detección cuantitaiva de ácidos nucleicos en estudios básicos y aplicados”, concluyen los investigadores.

Descrito un nuevo gen implicado en el desarrollo de un tumor endocrino raro

Investigadores del CNIO han relacionado por primera vez las mutaciones del gen DLST, involucrado en la respiración celular, con el desarrollo de paragangliomas y feocromocitomas, tumores neuroendocrinos muy raros. Este gen se ha incluido ya en el panel de diagnóstico genético para la detección temprana de la enfermedad.

Representación de parte de la proteína producida por el gen DLST. En rojo, la mutación específica que según han demostrado los investigadores está directamente relacionada con el desarrollo de paragangliomas/feocromocitomas. Esta mutación afecta a un aminoácido localizado junto a otro (marcado en azul) que tiene gran importancia para la correcta función de la proteína.

Los paragangliomas y feocromocitomas son tumores neuroendocrinos muy raros: se dan tan solo 3-8 casos por cada millón de habitantes. También son los tumores  más heredables: si de forma general se dice que el cáncer es hereditario en un 5-10%, los paragangliomas son heredables en un 35-40%.

Se sabe que buena parte de estos tumores se originan a partir de mutaciones en algunos de los genes implicados en el ciclo de Krebs, proceso por el cual las células respiran y obtienen energía. Ahora, científicos del Grupo de Cáncer Endocrino Hereditario del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) han descubierto un nuevo gen implicado en este ciclo, DLST, que da lugar a la enfermedad cuando está mutado.

Además de las implicaciones terapéuticas que pueda tener en el futuro, el hallazgo permitirá ampliar el número de familias susceptibles de desarrollar estos tumores que se podrán beneficiar de programas de prevención, detección temprana y seguimiento. El trabajo se publica en The American Journal of Human Genetics.

Este hallazgo amplía el número de familias que se podrán beneficiar del consejo genético temprano, para la prevención, detección y seguimiento de estos cánceres

Los paragangliomas son tumores de los paraganglios, los grupos de células del sistema nervioso que se distribuyen por cabeza, cuello, tórax y abdomen. De la misma forma, los feocromocitomas son paragangliomas que surgen en las glándulas suprarrenales.

“Quienes los estudiamos, los consideramos la misma enfermedad”, dice Alberto Cascón, investigador del CNIO y autor principal del estudio. Sus síntomas son inespecíficos: presión arterial alta, dolor de cabeza, mucha sudoración, inestabilidad, palidez extrema…

Los pacientes pasan por numerosos especialistas antes de dar con el diagnóstico correcto, que habitualmente realiza un endocrino mediante imagen o detectando en orina o sangre niveles altos de catecolaminas –hormonas producidas por las glándulas suprarrenales, entre las que se encuentra por ejemplo la adrenalina–. La cirugía es el principal tratamiento, junto con un seguimiento clínico adecuado.

“Aparte de la cirugía, no hay ningún tratamiento aprobado por las agencias europeas ni americanas”, explica Mercedes Robledo, jefa del Grupo de Cáncer Endocrino Hereditario del CNIO y del Grupo U706 del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER).

“Por ello, de cara a poder buscar terapias, es muy importante ir descubriendo todos los genes y las rutas moleculares implicadas en la enfermedad. Una vez que se realiza el hallazgo, nuestro papel es conocer qué porcentaje de pacientes se explican por este gen y se podrían ver beneficiados de tratamientos que se desarrollen en el futuro”, añade.

También es posible que puedan ser válidas terapias ya aprobadas para otras enfermedades. “Pero siendo enfermedades tan raras, primero hay que clasificar a los pacientes de manera exquisita antes de ver si ya existen terapias adecuadas para ellos. Por otro lado, una parte fundamental de nuestro trabajo consiste en mantener actualizados todos sus datos clínicos, para saber si el hecho de ser portador de una mutación en los nuevos genes implica también un aumento del riesgo a desarrollar otros tumores”, subraya.

Defectos en la respiración celular

En torno a la mitad de estos cánceres están causados por mutaciones en genes que participan en el ciclo de Krebs. Este ciclo es una ruta metabólica fundamental de las células y constituye una de las etapas de su respiración, a través de la cual obtienen energía. Este proceso tan importante para la vida incluye una serie de reacciones químicas llevadas a cabo por enzimas producidas por un número relativamente pequeño de genes. Varios de estos genes muestran mutaciones que dan lugar a paragangliomas y feocromocitomas.

“Para nuestro estudio, partimos de la premisa de que el ciclo de Krebs está directamente relacionado con la enfermedad”, continúa explicando Cascón. “Así que decidimos secuenciar todos los genes involucrados en este ciclo, para ver si detectábamos algún nuevo causante de paragangliomas/feocromocitomas que fuera desconocido hasta la fecha”.

La investigación detectó que 8 pacientes sin parentesco entre sí mostraban diversas mutaciones en el gen DLST, cuatro de ellos con una mutación específica que han demostrado que afecta directamente al desarrollo de la enfermedad. “Es la primera vez que este gen se vincula con cáncer”. Este gen se ha incluido ya en el panel de diagnóstico genético para la detección temprana de la enfermedad.

Las mutaciones en los genes del ciclo suelen ser germinales, lo que quiere decir que se heredan de uno de los progenitores del paciente, de modo que todas sus células tienen la mutación. Esto también implica que el ciclo de Krebs tiene un fallo funcional en estos pacientes, por lo que, cuando un tumor ha sido tratado mediante cirugía, necesitarán un seguimiento clínico estrecho, ya que hay altas probabilidades de que se desarrollen más tumores a lo largo de su vida.

La importancia del seguimiento familiar

Teniendo en cuenta que estos tumores son los más hereditarios, la identificación de nuevos genes tiene un valor fundamental para poder ofrecer un diagnóstico a toda la familia del paciente en el que se ha identificado la mutación. Solo así podrán detectarse los tumores a tiempo. Por ello, el grupo ha ido recopilando desde 1996 un amplio registro de pacientes españoles a estudio de estas enfermedades, que integra en torno a 800 pacientes índice (entre familias y casos individuales) y que hoy por hoy constituye el mayor registro de muestras de pacientes de esta enfermedad en nuestro país.

“Una vez que se detecta una de estas mutaciones en una persona, como es probable que esté presente en otro miembro de la familia, comienza todo el proceso del estudio familiar”, explica Miguel Urioste, jefe de la Unidad Clínica de Cáncer Familiar del CNIO, que desde 2001 ha prestado consejo genético a casi 6.000 pacientes de cánceres familiares. “Hay dos factores a tener en cuenta: por un lado, la penetrancia, es decir, saber qué porcentaje de personas que tienen el gen mutado desarrollarán la enfermedad; y, por otro lado, si hay riesgo a desarrollar otro tipo de tumores. En el caso de DLST, al ser la primera vez que se relaciona con cáncer, estos datos todavía no se conocen”.

Otro enigma pendiente es por qué DLST se comporta de forma diferente a otros genes del ciclo de Krebs en la enfermedad. En términos generales, el 20% de los pacientes con feocromocitoma o paraganglioma desarrollarán una enfermedad metastásica. Los pacientes con mutaciones en este ciclo tienen un mayor riesgo a desarrollar metástasis, debido a que dichas mutaciones causan alteraciones en la expresión de muchos genes, entre ellos algunos relacionados con procesos de invasión. Sin embargo, DLST no muestra este comportamiento.

Para resolver estas y otras cuestiones pendientes, serán necesarios nuevos estudios. Mercedes Robledo dirige el grupo de trabajo de paragangliomas/feocromocitomas de la red europea de investigadores ENS@T: “Allí llevaremos una propuesta para hacer un estudio del gen en todo el mundo”.

El cerebro produce miles de neuronas nuevas hasta pasados los 80 años

Investigadores españoles observan una alta capacidad de regeneración en el hipocampo, epicentro de la memoria y el aprendizaje

Varios investigadores observan muestras cerebrales en una imagen de archivo.

Durante más de siete años, la bióloga María Llorens ha recopilado cuidadosamente trocitos de cerebro de personas fallecidas. Algunas no sufrían ninguna enfermedad neurodegenerativa y otras tenían indicios claros de alzhéimer. Un neuropatólogo extrajo de cada cerebro el hipocampo, el epicentro de la memoria, tomó muestras de un centímetro de lado, aplicó productos químicos para conservarlas sin dañarlas y se las envió a Llorens. Ella las cortó en finísimas láminas de cinco micras para poder observarlas al microscopio. En total, consiguió muestras de 58 personas que eran como oro puro, pues este tipo de material biológico es escaso debido al reducido número de cuerpos donados a la ciencia.

Gracias al estudio de esos cerebros el grupo de investigación de Llorens en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa ha confirmado que los humanos generamos neuronas nuevas a lo largo de toda la vida. Hasta personas cercanas a los 90 años producen decenas de miles de células nerviosas nuevas que son esenciales para la memoria y el aprendizaje.

María Llorens (centro) junto a su grupo de investigación en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CSIC-UAM)

El estudio, publicado hoy en Nature Medicine, es una nueva y contundente entrega en una polémica científica que se ha intensificado recientemente: ¿nacemos con un número determinado de neuronas y las vamos perdiendo a lo largo de la vida o hay regeneración? La respuesta tiene importantes implicaciones tanto para el funcionamiento básico de la mente como para abordar sus enfermedades, especialmente las degenerativas como el párkinson o el alzhéimer.

La regeneración neuronal —neurogénesis— en el hipocampo se ha observado en ratones y en primates. Desde 1998, varios estudios han demostrado con métodos diferentes que también los humanos producen neuronas nuevas en el hicocampo. Uno de los más originales fue Jonás Frisén, del Instituto Karolinska, que usó isótopos del carbono 14 liberado por bombas nucleares detonadas durante la Guerra Fría para calcular la edad de las neuronas en muestras cerebrales de 55 personas fallecidas. El equipo observó que el giro dentado, parte del hipocampo, contenía cientos de neuronas nacidas después de las explosiones cuando las personas ya eran adultas.

La polémica llegó con Arturo Álvarez-Buylla, premio Príncipe de Asturias en 2011 por su estudio de la neurogénesis. Su equipo intentó demostrar la existencia de neuronas jóvenes en muestras cerebrales de 59 personas de diferentes edades, desde fetos a adultos. En contra de lo que esperaba, sus resultados, publicados el año pasado, mostraron que la producción de neuronas nuevas se desploma tras el primer año de vida y desaparece al final de la infancia.

“Desde entonces este campo se sumió en el desconcierto”, reconoce Llorens. Su estudio ha analizado el giro dentado de 13 personas fallecidas entre los 43 y los 87 años que no sufrían enfermedades neurológicas. Los científicos aplicaron a las muestras cuatro anticuerpos que se unen a la doblecortina, una proteína de neuronas en desarrollo. Así, se detectaron unas 30.000 neuronas jóvenes por milímetro cúbico de cerebro en una zona del giro dentado conocido como capa granular. Las neuronas jóvenes suponen un 4% del total de neuronas presentes en esta zona del hipocampo, una cantidad “sorprendentemente alta”, reconoce Llorens.

El trabajo detecta una ralentización de la producción de nuevas neuronas según avanza la edad, por lo que las personas más jóvenes tienden a tener más que las más mayores. “Las neuronas granulares son las primeras que reciben un estímulo nervioso llegado de otras zonas del cerebro y permiten que sea procesado y enviado a otras áreas, por lo que tiene sentido que sean las que se regeneran a lo largo de la vida”, explica Llorens.

También se ha analizado el encéfalo de 45 personas con alzhéimer. En las fases más tempranas de la enfermedad, cuando ni siquiera se detectan agregaciones de proteínas típicas de la dolencia, existen unas 20.000 neuronas jóvenes por milímetro cúbico, un 33% menos que en las personas sanas, según el estudio. Los enfermos más avanzados tienen apenas 11.000 (un 63% menos), y representan solo el 1,5% del área del hipocampo analizada.

Los investigadores especulan con que este tipo de neuronas podría funcionar como un método de diagnóstico temprano del alzhéimer—para lo que antes habría que desarrollar un método no invasivo para usarlo en personas vivas sin causar daños— o incluso ser la base de una intervención terapéutica para aumentar el número de neuronas regeneradas.

“La memoria y la capacidad de aprendizaje están disminuidas por la enfermedad de alzhéimer y los resultados que hemos obtenido lo apoyan y explican un posible mecanismo”, explica Jesús Ávila, investigador del Severo Ochoa y coautor del trabajo, en el que también han participado investigadores del CSIC, el Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Neurodegenerativas, el banco de cerebros de la Fundación CIEN, y la Universidad Europea de Madrid.

El tratamiento químico que se aplica a las muestras cerebrales una vez fallecida la persona puede explicar por qué otros grupos no veían neurogénesis en adultos. Cuanto más tiempo se dejan las muestras en paraformaldehido para fijarlas, menos neuronas en estado de maduración se detectan. El estudio muestra que en el cerebro de una misma persona se pueden detectar miles de neuronas en maduración o no ver ninguna cuando la muestra se ha dejado fijando más de 12 horas. Esto puede explicar por qué Álvarez-Buylla no las encontraba en las muestras de adultos.

El neurobiólogo mexicano Álvarez-Buylla considera que la cuestión no está zanjada. “Nosotros estudiamos cerebros que habían estado fijados menos de 12 horas y no encontramos neuronas, aunque usamos un anticuerpo diferente”. “Las neuronas inmaduras que ellos detectan son muy grandes, parecen de hecho totalmente maduras por el tamaño, y sorprende que bajo ellas no haya otra capa con células inmaduras más pequeñas. Este es un problema bien complicado que se remonta más de un siglo, a la época de Ramón y Cajal. Tal vez necesitemos métodos alternativos para poder zanjar la cuestión”, resalta.

El año pasado, Maura Boldrini, psiquiatra de la Universidad de Columbia (EE UU), detectó regeneración neuronal en personas de 14 a 79 años. Aunque veían un declive con la edad, el estudio demostraba que personas mayores sin enfermedades neurológicas conservan esta capacidad regenerativa y especulaba que tal vez este sea un mecanismo que protege la mente de los achaques de la edad. “Este estudio aporta una confirmación muy importante”, opina la psiquiatra.

Boldrini estudia la conexión entre neurogénesis y depresión. “Hemos demostrado tanto en ratones como en humanos que los antidepresivos aumentan la producción de neuronas nuevas en el hipocampo”, explica. “Este tipo de neuronas están involucradas en la respuesta emocional al estrés y la memoria, dos capacidades que se ven mermadas con la depresión. A su vez estas neuronas conectan con la amígdala, que controla el miedo y la ansiedad, y a su vez esta conecta con otros puntos encargados de la toma de decisiones, capacidades que también se ven afectadas por la depresión”, resalta la psiquiatra.

Para Juan Carlos Portilla, vocal de la Sociedad Española de Neurología, “este trabajo despeja las dudas que habían planteado estudios anteriores, que no eran tan detallados metodológicamente”. “Una de las cosas más interesantes es que desvela un nuevo mecanismo patogénico de la enfermedad de alzhéimer”, destaca.

Científicos españoles demuestran que el cerebro humano produce nuevas neuronas hasta los 90 años

Este mecanismo, sin embargo, se encuentra dañado en pacientes con enfermedad de Alzheimer.

Un medicamento contra el VIH podría servir para tratar el Alzheimer.

Recreación por ordenador de un cerebro humano.

Un estudio de investigadores españoles ha demostrado que una región del cerebro humano, conocida como giro dentado, produce nuevas neuronas hasta la novena década de vida. Este mecanismo, denominado neurogénesis hipocampal adulta, se encuentra dañado en pacientes con enfermedad de Alzheimer. Los resultados del trabajo han sido publicados en la revista Nature Medicine.

“A pesar de producirse una ligera reducción en la cantidad de neuronas generadas durante el envejecimiento, un gran número de estas neuronas se encuentra aún presente en el giro dentado de individuos que no padecen ninguna enfermedad neurológica al menos hasta los 87 años de edad”, explica la coordinadora del estudio, María Llorens-Martín, también investigadora en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid).

Este estudio es el resultado de la colaboración de investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Neurodegenerativas (Ciberned), la Fundación CIEN y la Universidad Europea de Madrid.

Las personas con Alzheimer

El estudio también analiza de manera comparada el proceso de neurogénesis hipocampal adulta en un grupo de 13 individuos sanos y 45 pacientes de la enfermedad de Alzheimer.

Los autores han descubierto que el número de nuevas neuronas disminuye de manera drástica en los estadíos iniciales de la enfermedad, para continuar decreciendo progresivamente a medida que avanza la dolencia. Además, estas células encuentran problemas en distintas etapas del proceso madurativo de las neuronas. Como consecuencia de este bloqueo, el número de neuronas generadas que finalmente alcanza la maduración total es mucho menor en estos pacientes.

“Estos hallazgos tienen una gran importancia en el estudio de las enfermedades neurodegenerativas y concretamente en el estudio de la enfermedad de Alzheimer. En este sentido, la detección precoz de una disminución en la generación de nuevas neuronas podría ser un marcador temprano de la enfermedad”, explica.

“Por otra parte, si fuera posible incrementar el nacimiento y maduración de las nuevas neuronas de una manera similar a como se hace en los ratones de laboratorio, podrían abrirse nuevas posibilidades terapéuticas que podrían ser útiles para paliar o ralentizar el avance de esta enfermedad”, concluye la investigadora.

La activación de elementos móviles del genoma y el envejecimiento

Envejecemos porque con los años acumulamos daños en nuestro material hereditario, daños que afectan al rendimiento de numerosos procesos biológicos y fisiológicos.  Conocer los mecanismos exactos del envejecimiento de nuestras células y tejidos siempre ha sido un tema de gran interés para la comunidad científica. A esta curiosidad de saber cómo funcionamos se ha añadido en los últimos años el gran problema sanitario que puede suponer una sociedad envejecida. Por esta razón, la investigación en envejecimiento y longevidad ha experimentado recientemente un impulso significativo que ha llevado, entre otros avances, a la identificación de algunos de los procesos que influyen en la acumulación de daños en nuestro genoma y que están asociados a la aparición de múltiples enfermedades con la edad.

Envejecemos porque con los años nuestro ADN acumula daños.

Un reciente estudio de la Universidad de Rochester, realizado en un modelo de envejecimiento acelerado en ratón, acaba de proporcionar nuevas evidencias de la influencia de los elementos móviles del genoma en la aparición de enfermedades asociadas a la edad. El estudio, que muestra que los tratamientos destinados a bloquear la movilización de los elementos transponibles LINE pueden mejorar la esperanza de vida de los ratones modelo, podría sentar las bases de futuras terapias para retrasar el envejecimiento y aparición de enfermedades relacionadas en humanos.

Los elementos repetitivos, fragmentos de ADN de secuencia que se repiten a lo largo del genoma, constituyen una proporción importante de nuestro material hereditario. Dentro de estos elementos, los elementos transponibles o fragmentos móviles del genoma con capacidad para desplazarse de una posición a otra del genoma, siempre han fascinado a los investigadores, incluso cuando la mayoría de ellos son inactivos y han perdido la capacidad para movilizarse. Uno de los más conocidos son los elementos LINE1 (Elementos nucleares largos interdispersos  de tipo 1). Nuestro genoma contiene miles de estos elementos, que en conjunto ocupan cerca del 20% del genoma. La mayoría de ellos han perdido la capacidad para movilizarse, debido a la presencia de mutaciones o alteraciones en su secuencia. Sin embargo, unas pocas decenas de algunos de ellos siguen siendo funcionales y pueden influir en la expresión génica o inducir daños en el ADN.

En el estudio, los investigadores utilizaron ratones deficientes para la proteína SIRT6, que muestran un envejecimiento acelerado y una reducida esperanza de vida. Estos animales presentan una fuerte actividad en los elementos LINE1 y sus células muestran inestabilidad genómica aumentada, por lo que los investigadores se plantearon si la actividad de los elementos LINE1 podía estar relacionada con el envejecimiento y si su inhibición podría aliviar los síntomas de los animales.

El equipo trató a los animales con fármacos que frenaran la retrotranscripción, mecanismo que utilizan los LINES1 para movilizarse, y observó que disminuían el daño en las células de los animales y mejoraban algunas de las patologías asociadas a la edad que presentaban los animales.

Los investigadores utilizaron un modelo de envejecimiento acelerado en ratón.

La siguiente cuestión de los investigadores fue determinar el mecanismo por el que los elementos LINE1 podían influir en la aparición de síntomas asociados a la edad de los ratones modelo. El equipo observó que las células de los ratones deficientes en SIRT6 acumulan ADN procedente de elementos LINE1 en el citoplasma, lo que induce una respuesta celular mediada por el interferón 1 que promueve la inflamación patológica. Los investigadores destacan que estos mismos mecanismos son un espejo de los observados en ratones y en humanos durante el envejecimiento normal. De hecho, el tratamiento para inhibir los elementos LINE1 reduce la inflamación y otros biomarcadores de edad en ratones control.

Los investigadores reconocen que todavía se desconoce cómo se acumulan las copias de LINE1 en el citoplasma y que el análisis realizado está centrado únicamente en familias de elementos LINE1 activos, por lo que se desconoce la influencia de otros retrotransposones en el envejecimiento. Estudios futuros deberán resolver estas cuestiones.

Los resultados del trabajo ofrecen evidencias de que la activación de los elementos LINE1 con la edad aumenta la inestabilidad genética y promueve señales que promueven características fisiológicas del envejecimiento, como es la inflamación. Además, plantean que la inhibición de la activación de los LINE1 podría ser una estrategia para hacer frente a las enfermedades asociadas a la edad. “Intervenciones destinadas a inhibir la actividad de los LINE1 y la inflamación relacionada podrían tener el potencial de suplementar otros tratamientos o servir como una nueva forma de terapia para las patologías asociadas a la edad”, concluyen los autores del trabajo. “Futuros trabajos en dosis efectivas, tratamientos de animales de edad avanzada y el desarrollo de inhibidores LINE1 específicos menos tóxicos, pavimentarán el camino hacia el futuro de las aplicaciones translacionales”.

Científicos españoles demuestran que el cerebro humano produce nuevas neuronas hasta los 90 años

Este mecanismo, sin embargo, se encuentra dañado en pacientes con enfermedad de Alzheimer.

Un estudio de investigadores españoles ha demostrado que una región del cerebro humano, conocida como giro dentado, produce nuevas neuronas hasta la novena década de vida. Este mecanismo, denominado neurogénesis hipocampal adulta, se encuentra dañado en pacientes con enfermedad de Alzheimer. Los resultados del trabajo han sido publicados en la revista Nature Medicine.

“A pesar de producirse una ligera reducción en la cantidad de neuronas generadas durante el envejecimiento, un gran número de estas neuronas se encuentra aún presente en el giro dentado de individuos que no padecen ninguna enfermedad neurológica al menos hasta los 87 años de edad”, explica la coordinadora del estudio, María Llorens-Martín, también investigadora en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid).

Este estudio es el resultado de la colaboración de investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Neurodegenerativas (Ciberned), la Fundación CIEN y la Universidad Europea de Madrid.

Las personas con Alzheimer

El estudio también analiza de manera comparada el proceso de neurogénesis hipocampal adulta en un grupo de 13 individuos sanos y 45 pacientes de la enfermedad de Alzheimer.

Los autores han descubierto que el número de nuevas neuronas disminuye de manera drástica en los estadíos iniciales de la enfermedad, para continuar decreciendo progresivamente a medida que avanza la dolencia. Además, estas células encuentran problemas en distintas etapas del proceso madurativo de las neuronas. Como consecuencia de este bloqueo, el número de neuronas generadas que finalmente alcanza la maduración total es mucho menor en estos pacientes.

“Estos hallazgos tienen una gran importancia en el estudio de las enfermedades neurodegenerativas y concretamente en el estudio de la enfermedad de Alzheimer. En este sentido, la detección precoz de una disminución en la generación de nuevas neuronas podría ser un marcador temprano de la enfermedad”, explica.

“Por otra parte, si fuera posible incrementar el nacimiento y maduración de las nuevas neuronas de una manera similar a como se hace en los ratones de laboratorio, podrían abrirse nuevas posibilidades terapéuticas que podrían ser útiles para paliar o ralentizar el avance de esta enfermedad”, concluye la investigadora.

Miniórganos humanos: miniaturas repletas de posibilidades médicas

Los organoides de laboratorio son los avances iniciales en la creación de partes del cuerpo funcionales para trasplantes
Imágenes del microcerebro, con sus distintos tipos celulares. MADELINE A. LANCASTER NATURE

La creación de órganos humanos completos y funcionales para trasplantes es uno de los objetivos más ambiciosos de la medicina regenerativa. No obstante, aún no sabemos si será posible y, en caso de serlo, no lo veremos en un futuro próximo. De todas formas, a menudo, para afrontar los grandes retos médicos hay que empezar por dar pequeños pasos. Los organoides o miniórganos humanos, versiones en miniatura de nuestros órganos creados en el laboratorio, son precisamente los avances iniciales en esta apasionante carrera científica y ya están siendo de utilidad para la ciencia médica.

Estos elementos biológicos en 3D compuestos por múltiples tipos celulares pueden crearse a partir de diferentes tipos de células madre y de células ya diferenciadas. Sin embargo, son las células madre pluripotentes las que más se usan en la actualidad debido a su gran capacidad para multiplicarse indefinidamente y diferenciarse a prácticamente cualquier tipo celular de cualquier tejido. Además, poseen también una habilidad muy especial y es que, bajo las condiciones adecuadas, estas células madre son capaces de autoorganizarse por sí solas y simular, hasta cierto punto, la arquitectura y la funcionalidad de diferentes órganos.

En la actualidad, los miniórganos son un paso intermedio entre los experimentos con los convencionales cultivos celulares en 2D y los experimentos con animales, con sus respectivas ventajas y desventajas. Así, a diferencia de los cultivos en 2D, los organoides tienen un funcionamiento más fisiológico y similar a nuestros órganos. La razón es bien sencilla: Nuestra naturaleza es tridimensional y todos los elementos biológicos presentes en nosotros funcionan en 3D. La comunicación y las interacciones entre las células son muy diferentes si están en 2D sobre una superficie plana que si están en 3D. Esto conlleva que la diferenciación de las células madres, su movimiento y la interacción entre ellas sean más realistas cuando forman parte de un miniórgano.

Enfermedades

Comparado con los animales de laboratorio, los miniórganos son elementos menos complejos y más fáciles de estudiar mediante diferentes técnicas de imagen. Por otra parte, nos permiten conocer diferentes aspectos del desarrollo embrionario humano, así como también cómo ocurren diferentes enfermedades en ciertos órganos humanos. Muchas enfermedades que aparecen en los seres humanos no existen como tales de forma natural en los animales más usados en el laboratorio o tienen unas características muy diferentes. Así que los organoides nos permiten tener una visión adicional, más “humana”, de estas dolencias.

Imágenes del microcerebro con el desarrollo retinal.
MADELINE A. LANCASTER NATURE

Lo anterior también se aplica a los tratamientos farmacológicos. Los organoides se presentan como una opción más para valorar la eficacia terapéutica y los posibles efectos adversos de fármacos en órganos concretos antes de los ensayos clínicos. Con la ventaja añadida de que pueden diseñarse experimentos de alto rendimiento con los que se pueden evaluar simultáneamente cientos o miles de compuestos en miniórganos humanos. Por otra parte, los organoides pueden almacenarse en biobancos, lo que garantiza su disponibilidad para usarlos cuando se requiera.

En la actualidad, los científicos han conseguido crear organoides de intestino, hígado, endometrio, retina, pulmón, riñón, endometrio, placenta… Además, no son sólo los órganos humanos los que pueden recrearse en miniatura, también se están desarrollando minitumores humanos o tumoroides para estudiar su desarrollo y hacer screening de fármacos que actúen contra las células cancerosas. En ese sentido, se han generado con éxito minitumores de colón, próstata, mama y páncreas, entre otros. La gran ventaja es que estos tumoroides pueden crearse a partir de las células tumorales de un paciente que padece cáncer y así evaluar tratamientos personalizados. Esta evaluación de los fármacos no solo puede hacerse sobre tumoroides aislados, sino que estos minitumores humanos se pueden implantar en ratones o ratas con el sistema inmune deprimido para estudiar los efectos en un organismo, siendo un paso muy interesante como una fase preclínica.

Edición genética

No solo la medicina personalizada tiene un hueco entre los miniórganos humanos, las potentes herramientas de modificación genética, con CRISPRcomo su máximo exponente, también se combinan con la tecnología de creación de organoides. ¿Cómo? Los organoides permiten refinar y evaluar modificaciones genéticas dirigidas a tratar enfermedades que afectan a órganos concretos. Antes de llegar al paciente, los miniórganos sirven como pruebas de concepto, simulaciones simplificadas de los órganos humanos que dan la posibilidad de “entrenar”. Es decir, de hacer ensayos de prueba y error sin que ningún ser humano tenga que estar en riesgo.

Existen multitud de ejemplos concretos sobre cómo los miniórganos humanos están ayudando al progreso de la medicina. Recientemente, investigadores crearon organoides de cerebro para descubrir que el virus del Zikasiente debilidad por unas células del cerebro en particular: los progenitores neurales. Este virus reducía la proliferación y la viabilidad de estas células, siendo uno de los posibles mecanismos patológicos por los que se produce la microcefalia en bebés afectados.

Otro ejemplo de la utilidad de los organoides, es la creación de miniórganos de colón procedente de pacientes con fibrosis quística, una enfermedad genética hereditaria que afecta a múltiples órganos del cuerpo humano. Estos organoides de colón poseían la mutación genética que conlleva su funcionamiento anómalo. Lo que hicieron los científicos fue emplear la herramienta CRISPR para corregir la mutación presente en las células haciendo que estos organoides volvieran a estar “sanos”.

Hace dos años, investigadores crearon organoides de riñón que generan quistes, un rasgo característico de la enfermedad poliquística renal. A través de estos miniórganos, pudieron conocer elementos claves de progresión de la enfermedad. El año pasado, científicos establecieron un sistema de screening masivo para identificar fármacos dirigidos a evitar la formación de quistes en esta enfermedad mediante el uso de organoides renales.

A pesar de estos logros, como se suele decir: “la función acaba de empezar”. Ahora mismo, los organoides cuentan con una serie de limitaciones que restringen su potencial: Las células madre no suelen madurar completamente a ciertos tipos celulares, aparecen tipos celulares que no deberían estar ahí y el ambiente celular que existe dentro de un organoide no es exactamente el que se da en un órgano humano. Son todavía simplificaciones de la realidad, con arquitecturas celulares sencillas y sin la presencia de vasos sanguíneos ni conexiones nerviosas (entre otros factores) que influyen sobre el funcionamiento de los órganos. Precisamente por ello, multitud de líneas de investigación se centran en aumentar la complejidad y el tamaño de los miniórganos para expandir sus posibilidades médicas. Sin duda, tendremos más noticias de estas miniaturas biológicas en los próximos años.

Tratamiento efectivo del lupus en un modelo en ratón mediante linfocitos modificados genéticamente

Una terapia basada en linfocitos modificados genéticamente ha mostrado resultados prometedores en un modelo de lupus eritematoso en ratón. La terapia, dirigida a eliminar los linfocitos B y minimizar la acción del sistema inmunitario contra el organismo, podría sentar las bases para tratar pacientes con la enfermedad.

El lupus eritematoso es una enfermedad autoinmune crónica caracterizada por la producción de anticuerpos frente a diferentes moléculas del tejido conectivo, lo que induce inflamación y daños asociados en los distintos órganos y sistemas del organismo.

Los linfocitos B contribuyen al desarrollo del lupus a través de sus diferentes funciones, como por ejemplo presentar autoantígenos a los linfocitos T o inducir inflamación. Por esta razón, una de las estrategias terapéuticas con las que hacer frente al lupus ha ido dirigida hacia la eliminación o reducción de los linfocitos B. La primera aproximación en este sentido ha sido la utilización de anticuerpos monoclonales que reconocen un marcador de superficie de los linfocitos B e inducen la activación del sistema inmunitario frente a ellos. Es el caso del Rituximab, un anticuerpo que ha mostrado resultados positivos frente a otras enfermedades autoinmunes como la artritis reumatoide o la esclerosis múltiple.  Sin embargo, los primeros ensayos clínicos de pacientes con lupus eritematoso tratados con Rituximab han tenido resultados inconclusos debido a la gran variabilidad en la respuesta de los pacientes al tratamiento.

Los investigadores han desarrollado una aproximación para eliminar los linfocitos B y reducir su implicación en el desarrollo del lupus. Imagen: Linfocito B. BruceBlaus. Blausen.com staff. “Blausen gallery 2014”. Wikiversity Journal of Medicine.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Tennessee ha planteado con éxito una estrategia alternativa para eliminar los linfocitos B: diseñar linfocitos T que los eliminen. El diseño de linfocitos T modificados para atacar dianas específicas es una aproximación que ha demostrado gran potencial en cáncer, donde forma parte del conjunto de aproximaciones conocidas como inmunoterapia, destinadas a dirigir al propio sistema inmunitario frente a las células del cáncer. En el caso de las enfermedades autoinmunes, en las que precisamente el sistema inmunitario reconoce como extrañas y ataca a las células sanas del organismo, esta estrategia puede resultar más desafiante, pero igualmente efectiva.

En este caso los investigadores utilizaron linfocitos T que expresaran receptores quiméricos de membrana (CARs por sus siglas en inglés) capaces de reconocer el marcador CD19 en la superficie de los linfocitos B. Estos linfocitos ya habían mostrado resultados positivos en el tratamiento del cáncer asociado a linfocitos B, por lo que el tratamiento tenía como ventaja los perfeccionamientos a la técnica que se han ido realizando en los últimos años.

Los investigadores utilizaron dos modelos de lupus eritematoso en ratón, que se diferencian en el mecanismo de inducción de la enfermedad, y utilizaron una aproximación experimental muy similar a la realizada en los pacientes de cáncer que han sido tratados con linfocitos modificados. El primer paso del equipo una vez manifestada la enfermedad fue exponer a los animales a una fuente de radiación para eliminar las células inmunitarias que pudieran competir con las células del tratamiento. A continuación, infundieron a los animales con una solución con los linfocitos T modificados.

El equipo utilizó un modelo de lupus en ratón para evaluar la efectividad de los linfocitos T programados contra los linfocitos B.

De 41 animales tratados, 26 mostraron una reducción persistente en la población de linfocitos B positivos para CD19. En estos ratones se observó una menor producción de autoanticuerpos así como una mejora en la manifestación de la enfermedad y una mayor supervivencia en el tiempo. Además, la población de linfocitos T modificados persistió durante al menos un año en los animales, ofreciendo una acción a largo plazo frente a los linfocitos B.

Los resultados del trabajo contrastan con los obtenidos con el Rituximab en pacientes. Sin embargo, los investigadores plantean una serie de diferencias importantes entre ambos. En primer lugar, el Rituximab está dirigido frente al anticuerpo CD20, mientras que los linfocitos T modificados están dirigidos frente a CD19. En segundo lugar, y más importante, los mecanismos de acción de ambos sistemas para eliminar los linfocitos B son diferentes. La utilización de anticuerpos requiere que otras células intervengan para activar el sistema inmunitario frente a los linfocitos B, mientras que los linfocitos T modificados pueden atacar a los linfocitos B directamente.

El estudio muestra que los linfocitos genéticamente modificados pueden ser utilizados para tratar no solo el cáncer sino también otras patologías. Los investigadores concluyen el trabajo indicando que la utilización de linfocitos T modificados para reconocer el receptor CD19 en la membrana de linfocitos B es una estrategia viable para el tratamiento del lupus que debería ser evaluada en pacientes. El equipo reconoce que la aproximación tiene ciertos riesgos, como el hecho de que los pacientes sean susceptibles a la inmunosupresión. No obstante, los autores señalan que las terapias actuales ya suprimen el sistema inmunitario, lo que aumenta el riesgo a tener infecciones.



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