Moléculas secretadas por células madre restauran la función de las células humanas de ataxia de Friedreich

Fuente, 4 de mayo de 2017

Los investigadores han demostrado en un modelo celular de la ataxia de Friedreich que las moléculas liberadas por ciertas células madre puede promover un aumento de la proteína frataxina y rescatar la función celular.

El estudio, “Mesenchymal Stem Cell-Derived Factors Restore Function to Human Frataxin-Deficient Cells,” fue publicado en la revista el cerebelo .

La ataxia de Friedreich es un trastorno neurológico genético caracterizado por la disfunción mitocondrial debido a una deficiencia de la proteína frataxina. Esta proteína es importante para el mantenimiento y la protección de las neuronas. No existe una cura para la enfermedad, pero las terapias potenciales incluyen fármacos que mejoran la función mitocondrial y reducen el estrés oxidativo (una consecuencia perjudicial de la disfunción mitocondrial).

Las células madre, en particular las conocidas como células madre mesenquimales (MSCs), están siendo investigados extensamente como tratamientos potenciales para una amplia gama de enfermedades, incluyendo trastornos neurológicos. Su potencial efecto neuroprotector está vinculado a la secreción de varios factores que pueden beneficiar a la salud neuronal a través de acciones anti-oxidantes.

Los investigadores escribieron “Si las terapias con células madre se convierten en un enfoque terapéutico viable para la degeneración del sistema nervioso central (SNC), se requiere una comprensión precisa de sus efectos sobre las neuronas”.

Desarrollaron un modelo celular de deficiencia de frataxina mediante la reducción de la expresión de la frataxina en una línea celular de neuroblastoma, SH-SY5Y, ampliamente utilizado en estudios neurológicos. Como se observa en pacientes con ataxia de Friedreich, la expresión de la frataxina reducida condujo a una disminución de la viabilidad celular y respuestas anti-oxidantes defectuosas.

Cuando las células deficientes de frataxina fueron expuestas a un medio acondicionado MSC (donde los MSCs crecieron), las células incrementaron los niveles de proteína frataxina. Y la exposición al medio acondicionado MSC también condujo a una mayor expresión de moléculas asociadas con las funciones anti-oxidantes de frataxina, incluyendo PGC1a, Nrf2, enzimas superóxido dismuting (SOD 1 y 2), y la enzima catalasa.

Los investigadores escribieron “El aumento de la catalasa inducida por el medio acondicionado MSC es de relevancia, ya que la eliminación de peróxido de hidrógeno ha demostrado que rescata la deficiencia de frataxina en un modelo Drosophila  de [ataxia de Friedreich]  ”,

Los investigadores observaron también a los efectos de la baja frataxina sobre la proliferación celular y la diferenciación, y encontraron que un tipo de célula particular, las células de Schwann, mostraron una expansión  y formación reducidas. Estas células producen la vaina de mielina alrededor de los axones neuronales y también pueden ser defectuoso en los pacientes con ataxia de Friedreich.

Mientras que las células SH-SY5Y  deficientes de frataxina mostraron una incapacidad para diferenciarse en células de Schwann, la exposición a medio acondicionado MSC estimuló la diferenciación.

En general, “mostramos que los factores de secreción MSC fueron capaces de proteger contra la desregulación celular inducida por la deficiencia de frataxina. La demostración de que los factores producidos por las MSC pueden regular la expresión de la frataxina y restaurar la homeostasis celular sugiere que pueden tener potenciales beneficios terapéuticos para pacientes con ataxia de Friedreich “, según los investigadores.