La hepatitis C, una enfermedad infecciosa que puede causar inflamación y falla de órgano, tiene diferentes efectos en diferentes personas. Pero nadie está seguro por que algunas personas son muy susceptibles a la infección, mientras que otras son resistentes.
Por Anne Trafton, MIT News Office. Original (en inglés).
Los científicos creen que si pudieran estudiar las células de hígado de diferentes personas en el laboratorio, podrían determinar como las diferencias genéticas producen estas respuestas variadas. Sin embargo, las células de hígado vivientes son difíciles de obtener y notoriamente difíciles de crecer en una placa de laboratorio por que tienden a perder su estructura normal cuando son extraídas del cuerpo.
Ahora, un equipo de investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts), la Universidad Rockefeller y el Colegio Médico de Wisconsin han encontrado una manera de producir células vivientes similares a las del hígado que pueden entonces ser infectadas con hepatitis C. Estás células podrían permitirle a los científicos a estudiar por que las personas responden diferente a la infección.
Esta es la primera vez que los científicos han podido establecer una infección en células derivadas de iPSCs (Induced pluripotent stem cell – Célula madre pluripotente inducida; estas células madre no son tomadas de embriones, sino de otras partes del cuerpo, como las de la piel, y transformadas en células madre) – un logro que muchos investigadores han estado intentando alcanzar. La nueva técnica, descrita esta semana en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), eventualmente también podría permitir la “medicina personalizada”: Los doctores podrían probar la efectividad de diferentes drogas en tejidos derivados de pacientes siendo tratados, y de esta manera personalizar la terapia para ese paciente.
El nuevo estudio es una colaboración entre Sangeeta Bhatia, la profesora de Ciencias de la Salud y Tecnología de John y Dorothy Wilson y profesora de Ingeniería Eléctrica y Ciencias Computacionales del MIT; Charles Rice, un profesor de virología en Rockefeller; y Stephen Duncan, un profesor de genética humana y molecular en el Colegio Médico de Wisconsin.
De células madre a células de hígado
El año pasado, Bhatia y Rice reportaron que podían inducir células de hígado a crecer fuera del cuerpo al hacerlo en placas con micro-patrones especiales que dirigieran su organización. Estas células de hígado pueden ser infectadas con hepatitis C, pero no pueden ser usadas para estudiar pro-activamente el papel de la variación genética en las respuestas virales por que vienen de órganos que han sido donados para tranplantes y representan solo una pequeña población.
Para hacer células con mayor variación genética, Bhatia y Rice decidieron hacer equipo con Duncan, quien había mostrado que podía transformar iPSCs en células similares a las del hígado.
Estos iPSCs son derivados de células normales del cuerpo, usualmente células de la piel. Encendiendo ciertos genes en esas células, los científicos pueden revertirlas a un estado inmaduro que es idéntico a las células madre embriónicas, las que pueden diferenciarse en cualquier tipo de célula. Una vez que las células se vuelven pluripotentes, pueden ser dirigidas a convertirse células similares a las del hígado encendiendo genes que controlan el desarrollo del hígado.
En la revista académica actual, Robert Schwartz, quien tiene un posdoctorado del MIT, y el estudiante graduado Kartik Trehan tomaron estas células similares a las del hígado y las infectaron con hepatitis C. Para confirmar que la infección ocurrió, los investigadores modificaron los virus para que secretaran una proteína que produce luz cada vez que atravesaban su ciclo vital.
“Esta es una revista académica muy valiosa por que nunca se había mostrado que la infección viral era posible” en células derivadas de iPSCs, dijo Karl-Dimiter Bissig, un profesor asistente de biología molecular y celular en el Colegio Baylor de Medicina. Bissig, quien no estuvo involucrado en este estudio, agrega que el siguiente paso es mostrar que las células pueden infectarse con cepas de hepatitis C diferentes a las usadas en este estudio, que es una cepa rara encontrada en Japón. El equipo de Bhatia trabaja ahora hacia esa meta.
Diferencias genéticas
La meta final de los investigadores es tomar células de pacientes que han tenido reacciones inusuales a la infección de la hepatitis C, transformar esas células en células de hígado, y estudiar su genética para ver por que respondieron de la manera que lo hicieron. “El virus de la hepatitis C causa una infección inusualmente robusta en algunas personas, mientras que otras son muy buenas limpiándola. Aún no se sabe por que existen esas diferencias,” dijo Bhatia.
Una explicación potencial es que hay diferencias genéticas en la expresión de las moléculas inmunes como la interleukin-28, una proteína que ha sido demostrado que juega un papel importante en la respuesta a la infección de hepatitis. Otros factores posibles incluyen expresión de proteínas de superficie de células que permiten que el virus entre en la células, y la susceptibilidad de las células a que los virus tomen control de su maquinaria de replicación y de otras estructuras celulares.
Las células similares al hígado producidas en este estudio son comparables a células de hígado durante las etapas avanzadas del desarrollo fetal, dijo Bhatia; los investigadores trabajan ahora en generar células de hígado más maduras.
Como meta de largo término, los investigadores apuntan a tratamientos personalizados para pacientes de hepatitis. Bhatia dice que uno puede imaginar tomar células de un paciente, hacer iPSCs, reprogramarlas como células de hígado e infectarlas con la misma cepa de hepatitis que tiene el paciente. Entonces los doctores podrían probar diferentes drogas en las células para ver cuales son las que son más capaces de limpiar la infección.
Reimpreso con permiso de MIT News.
Imagen
Micrografía electrónica del virus de hepatitis C purificado de un cultivo celular (escala = 50 nanómetros). Autor: Charles Rice. Dominio público.
Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)