Generación de células epiteliales pigmentarias de la retina a partir de moléculas pequeñas y células madre pluripotentes inducidas por humanos reprogramadas con OCT4.

La degeneración macular relacionada con la edad (DMAE) es la principal causa de muerte de células fotorreceptoras y pérdida de visión en los ancianos. Las células fotorreceptoras están sostenidas en la retina por células del epitelio pigmentario de la retina (EPR) que realizan múltiples tareas diversas esenciales para la función y la supervivencia de las células fotorreceptoras. La disfunción o muerte de las células del EPR puede iniciar la degeneración de los fotorreceptores en pacientes con DMAE. Se ha demostrado que el trasplante de células del EPR sanas en retinas enfermas ralentiza la progresión de la degeneración de los fotorreceptores, y las células del EPR pueden generarse fácilmente a partir de células madre. Se debe tener precaución para garantizar que el EPR derivado de células madre se parezca a las células del EPR humano reales y funcione adecuadamente. En nuestro laboratorio utilizamos células madre pluripotentes inducidas (iPS) que se generan a partir de muestras de piel después de "reprogramar" su perfil de expresión genética para convertirlas en células madre. Con esta tecnología es posible generar células madre e injertos de EPR compatibles con el paciente para minimizar el riesgo de rechazo del injerto. Sin embargo, existe la preocupación de que los métodos de reprogramación no sean completamente seguros, especialmente porque se ha demostrado que los genes introducidos en las células de la piel también inducen cáncer. Se utilizan virus para administrar los cuatro genes de reprogramación, que introducen cambios permanentes en el ADN de la célula huésped. En este artículo presentamos células 1F-iPS-RPE que se derivan de células madre reprogramadas usando solo uno de los cuatro genes (para administrar el gen OCT4 usando virus) y pequeñas moléculas que median solo efectos transitorios. Las células del EPR generadas mediante este enfoque se parecen mucho a las células del EPR reales según múltiples exámenes. En primer lugar, se observan las formas hexagonales clásicas y la coloración negra de las células típicas de las células del RPE, y 1F-iPS-RPE sintetiza un conjunto conocido de genes que se sabe que expresan las células del RPE. También comparamos 1F-iPS-RPE y RPE real utilizando tecnología que es lo suficientemente sensible como para detectar los productos finales de múltiples vías bioquímicas. Estos experimentos muestran que 1F-iPS-RPE y RPE humano son notablemente similares (99.5%). Quizás lo más importante es que las células trasplantadas se integran en la ubicación correcta de la retina entre las células del EPR del huésped y pueden proteger a los fotorreceptores de la muerte celular en ratas con células del EPR disfuncionales y degeneración de los fotorreceptores. También demostramos que las células 1F-iPS-RPE trasplantadas son funcionales ya que ingieren las puntas de las células fotorreceptoras que son sensibles al daño de la luz. Las células fotorreceptoras supervivientes también son funcionales. Utilizamos una tecnología novedosa para hacer brillar un haz de luz sobre la región del ojo que contiene el injerto del EPR y medir la capacidad de respuesta a la luz provocada por los fotorreceptores (impulsos eléctricos) que no se pudo observar en regiones en las que no se implantaron células del EPR. Por lo tanto, demostramos en este estudio que las 1F-iPS, que se reprograman utilizando métodos más seguros que las células iPS convencionales, se pueden utilizar para generar células del EPR que se parecen mucho al EPR real y funcionan adecuadamente cuando se trasplantan a animales. Estos resultados también nos alientan a pensar que estamos acercándonos al desarrollo de un tratamiento eficaz para la DMAE.