Investigación de la enfermedad de Alzheimer esporádica y familiar utilizando células madre pluripotentes inducidas.
Año de publicación:
2012
Identificación de PubMed:
22278060
Subvenciones de financiación:
- Uso de células madre embrionarias humanas para comprender y desarrollar nuevas terapias para la enfermedad de Alzheimer
- Transiciones moleculares y celulares de células ES a neuronas humanas maduras y funcionales
- Paraplejía isquémica espinal: modulación mediante implante de células madre embrionarias humanas.
- Centro TSRI para la investigación de hESC
- Laboratorio colaborativo para la investigación de células madre embrionarias humanas en el Instituto de Investigación Médica Sanford-Burnham
- La matriz de células madre: un mapa de las vías moleculares que definen las células pluripotentes
- Tolerancia basada en el timo a las terapias con células madre
- Garantizar la seguridad de la terapia celular: un proceso de control de calidad para la purificación y validación celular
- Programa interdisciplinario de capacitación en células madre en UCSD II
- Programa interdisciplinario de capacitación en células madre en UCSD
Resumen público:
Las células madre pluripotentes inducidas por humanos de pacientes portadores de mutaciones que causan enfermedades se pueden estudiar en cultivos celulares para revelar características de la enfermedad que no se pueden determinar a partir de modelos de enfermedad en ratones. En este caso, la enfermedad de Alzheimer se estudió mediante el análisis de iPSC derivadas de personas portadoras de mutaciones familiares que causan la enfermedad.
Resumen científico:
Nuestra comprensión de la patogénesis de la enfermedad de Alzheimer está actualmente limitada por las dificultades para obtener neuronas vivas de los pacientes y la incapacidad de modelar la forma esporádica de la enfermedad. Quizás sea posible superar estos desafíos reprogramando células primarias de pacientes en células madre pluripotentes inducidas (iPSC). Aquí reprogramamos fibroblastos primarios de dos pacientes con enfermedad de Alzheimer familiar, ambos causados por una duplicación del gen de la proteína precursora de la beta amiloide (APP; denominada APP(Dp)), dos con enfermedad de Alzheimer esporádica (denominada sAD1, sAD2) y dos no -Individuos de control dementes en líneas iPSC. Las neuronas de cultivos diferenciados se purificaron con clasificación celular activada por fluorescencia y se caracterizaron. Los cultivos purificados contenían más del 90% de neuronas, agrupadas con muestras de ARN mensajero del cerebro fetal según criterios de microarrays, y podían formar contactos sinápticos funcionales. Prácticamente todas las células exhibieron actividad electrofisiológica normal. En comparación con los controles, las neuronas purificadas derivadas de iPSC de los dos pacientes con APP(Dp) y el paciente sAD2 exhibieron niveles significativamente más altos de los marcadores patológicos beta-amiloide (1-40), fosfo-tau (Thr 231) y glucógeno sintasa quinasa activa. -3beta (aGSK-3beta). Las neuronas de pacientes con APP(Dp) y sAD2 también acumularon grandes endosomas tempranos positivos para RAB5 en comparación con los controles. El tratamiento de neuronas purificadas con inhibidores de la beta-secretasa, pero no con inhibidores de la gamma-secretasa, provocó reducciones significativas en los niveles de fosfo-Tau (Thr 231) y aGSK-3beta. Estos resultados sugieren una relación directa entre el procesamiento proteolítico de APP, pero no el beta amiloide, en la activación de GSK-3beta y la fosforilación de tau en neuronas humanas. Además, observamos que las neuronas con el genoma de un paciente con sAD exhibían los fenotipos observados en muestras de enfermedad de Alzheimer familiar. De manera más general, demostramos que la tecnología iPSC se puede utilizar para observar fenotipos relevantes para la enfermedad de Alzheimer, aunque la enfermedad manifiesta puede tardar décadas en manifestarse en los pacientes.