Caracterización y diferenciación de células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) derivadas de pacientes con la enfermedad de Parkinson

Abstract

La enfermedad de Parkinson (EP) es un trastorno neurodegenerativo caracterizado por la pérdida selectiva de neuronas dopaminérgicas de la substantia nigra pars compacta (SNpc). Su desarrollo puede deberse tanto a factores ambientales como genéticos. Así, mutaciones en genes se relacionan con la enfermedad, concretamente las mutaciones en heterocigosis en el gen GBA1, que codifica la enzima lisosomal glucocerebrosidasa, son considerada el mayor factor de riesgo genético para la aparición de EP. Los cambios en la estructura de la enzima glucocerebrosidasa alteran el tráfico celular, el metabolismo lipídico y produce fallos en el control de calidad y eliminación de proteínas. El uso de células madre humanas pluripotentes inducida (hiPSCs) puede proporcionar una fuente prometedora de neuronas dopaminérgicas para el estudio de la enfermedad in vitro/ex vivo y su posible uso en terapia celular. El presente trabajo se ha centrado en la optimización de protocolos de mantenimiento de hiPSCs y de su diferenciación a neuronas dopaminérgicas. Para ello, se trabajó con cultivos de hiPSCs obtenidas tras la reprogramación de fibroblastos de sujetos sanos y pacientes con EP portadores de la mutación N370S y L444P en GBA1. Posteriormente, se realizó una transición de cultivos crecidos sobre una capa de fibroblastos embrionarios de ratón (MEFs) a cultivos sobre vitronectina, es decir, sin de capa de células animales de soporte. También se compararon varios protocolos de diferenciación de hiPSCs y separación celular, para el enriquecimiento de la población de progenitores dopaminérgicos en el cultivo. Finalmente, en cultivos diferenciados a neuronas dopaminérgicas se está analizando la localización de α-sinucleína. A la vista de los resultados, el cultivo de hiPSCs sobre vitronectina permite un manejo más sencillo, la obtención de células en un menor tiempo y el mantenimiento de la pluripotencia de hiPSCs. Conjuntamente, la ausencia de xenobióticos en el cultivo es importante para su potencial empleo en terapia celular. Por último, se está analizando si los cultivos de neuronas dopaminérgicas obtenidas a partir de hiPSCs con la mutación N370S y L444P en GBA1 presentan mayor cantidad de α-sinucleína localizada de forma aberrante.