Según la Encuesta de Discapacidad, Autonomía Personal y Situaciones de Dependencia (EDAD2008), actualmente hay en España alrededor de 34.000 personas mayores de 6 años con síndrome de Down. Se trata de individuos que nacen con una copia extra de su cromosoma 21 (normalmente hay dos), razón por la cual manifiestan un abanico variable de síntomas, que en la mayoría de niveles va acompañado por problemas como ralentización del aprendizaje o dificultades en el habla.
A día de hoy no existe ningún tipo de tratamiento para este síndrome, que a menudo puede ir acompañado de otros trastornos, como el alzhéimer o ciertas patologías cardíacas u hormonales, entre otras. Por eso, es importante la búsqueda de métodos que permitan analizar los componentes genéticos y cerebrales que conducen a ella, con el fin de buscar formas de revertir los síntomas. Y eso precisamente es lo que ha estado haciendo un equipo de científicos de la Universidad Rutgers, cuyo trabajo se muestra hoy en un estudio de la revista Cell Stem Cell. En dicha publicación muestran cómo, gracias a una técnica conocida como células madre plutipotenciales inducidas (iPS), han logrado obtener en el laboratorio pequeños cerebros que, junto a los modelos cerebrales de ratón, han permitido detectar un gen que tiene mucho que decir sobre el desarrollo de esta enfermedad.
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Restauración de las células a modo de fábrica
Cuando somos embriones en sus primeras etapas, estamos compuestos por células madre plutipotentes, con la capacidad de transformarse en cualquiera de las capas embrionarias, que luego dan lugar a todos los tejidos y órganos, salvo la placenta. Por ese motivo, estas células son muy interesantes, por su utilidad en la regeneración de tejidos o la obtención de órganos artificiales, por ejemplo.
Sin embargo, una vez que las células ya son adultas pierden esta capacidad y solo pueden diferenciarse en un mismo tipo. Sin embargo, en 2006 el investigador japonés Shinya Yamanaka y su equipo de científicos de la Universidad de Kioto desarrollaron un método que permitía reprogramar las células adultas, convirtiéndolas de nuevo en células madre pluripotentes, como las embrionarias. Estas células, conocidas como iPS, luego pueden transformarse en cualquier tipo celular, por lo que han sido muy estudiadas desde entonces. Su aplicación directa en medicina regenerativa supone algunos desafíos todavía, pero sí que comienzan a abrirse paso para la realización de modelos in vitro de enfermedades personalizados.
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Por eso, estos científicos recurrieron precisamente a esa técnica. Extrajeron células de la piel de varios pacientes con síndrome de Down y luego las trataron para obtener células madre que pudieron reprogramar para su transformación en células cerebrales. De este modo, podían reproducir en el laboratorio cómo se desarrolla el cerebro de embriones con trisomía del cromosoma 21. En el laboratorio, la obtención de pequeñas reproducciones de órganos que se quieren estudiar con un fin concreto se conoce como organoide, por lo que lo que ellos habían logrado era obtener cerebroides con los rasgos genéticos del síndrome de Down. Pero eso no fue todo, ya que también se ayudaron de modelos de cerebro de ratones, a los que implantaron un día después de nacer las células cerebrales humanas obtenidas por iPS.
Una vez establecidos ambos modelos, comprobaron que en los dos había un exceso de neuronas inhibitorias, un tipo de células nerviosas que en condiciones normales deben estar equilibradas con otras, conocidas como neuronas excitadoras. Esta parecía ser una de las razones que conducían a los síntomas cognitivos de la enfermedad y, según comprobaron también, el gen OLIG2 jugaba un papel muy importante en todo esto. De hecho, si se inhibía se lograba que los ratones mejoraran notablemente en comparación con los que lo mantenían activo.
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Seguimos lejos de obtener un tratamiento para el síndrome de Down, pero según explica en un comunicado de prensa uno de los autores del estudio, el profesor Peng Jiang, el hallazgo permite saber que OLIG2 es “potencialmente un excelente objetivo terapéutico prenatal para revertir el desarrollo anormal del cerebro embrionario, ya que reequilibrar los dos tipos de neuronas en el cerebro (excitadoras e inhibitorias) y obtener un equilibrio saludable es fundamental, aparte de mejorar la función cognitiva postnatal”. Además, consideran que su método para el desarrollo de cerebroides y modelos de ratón también puede ser interesante para el estudio de otros trastornos, como el autismo.
