Los científicos de EE. UU. Han generado con éxito neuronas similares al hipotálamo a partir de células madre pluripotentes inducidas por humanos hiPSC tomadas de las células sanguíneas y de la piel de individuos súper obesos y personas con un peso corporal normal. Los investigadores descubrieron que las células cerebrales derivan dellos súper obesos tenían más probabilidades de desregular las hormonas relacionadas con el comportamiento alimentario y el hambre, así como los genes relacionados con la obesidad y las vías metabólicas. El trabajo aparece el 19 de abril en la revista Célula madre celular .
"Este es el primer paso para aplicar una plataforma basada en iPSC para modelar enfermedades poligénicas complejas como la obesidad", dice el autor principal Dhruv Sareen, biólogo de células madre en el Centro Médico Cedars-Sinai. "Desarrollamos una gran plataforma que podríapotencialmente se puede usar para evaluar los efectos de la terapéutica experimental en neuronas hipotalámicas específicas del paciente de pacientes obesos con diferentes antecedentes genéticos, índice de masa corporal y exposiciones ambientales ".
En la mayoría de las personas obesas, los genes que heredaron tienen pequeños efectos que contribuyen a la susceptibilidad a la obesidad. Muchos de estos genes regulan las funciones hipotalámicas como la ingesta de alimentos y el metabolismo energético. Pero los tejidos hipotalámicos humanos no son fácilmente accesibles, lo que subraya lo urgentenecesidad de modelos neuronales relevantes para la investigación de la obesidad.
Para superar este problema, Sareen y sus colaboradores desarrollaron un enfoque basado en hiPSC para generar neuronas funcionales tipo hipotálamo que modelan formas de obesidad con orígenes genéticos complejos. Generaron hiPSC a partir de células sanguíneas y de la piel tomadas de individuos súper obesos, quetenían un índice de masa corporal de 50 o más y múltiples variantes genéticas, así como sujetos normales con un índice de masa corporal de 25 o menos. Estas hiPSC luego se convirtieron en neuronas similares al hipotálamo que compartían perfiles de expresión génica similares a los de los adultos.-mortem células del hipotálamo.
Estas neuronas segregan neuropéptidos que regulan el comportamiento de alimentación en respuesta a la hormona del hambre ghrelin y la hormona de la saciedad leptina, que son liberadas por las células en el intestino y el tejido adiposo, respectivamente.fuerte respuesta a la grelina, en contraste con las derivadas de sujetos normales. Además, las neuronas similares al hipotálamo generadas a partir de individuos súper obesos conservaron signos de desregulación en los genes relacionados con la obesidad y las vías metabólicas, a pesar del proceso de reprogramación.
las hiPSC se han utilizado principalmente para estudiar formas raras de enfermedades causadas por mutaciones en un solo gen. Aunque un par de laboratorios generaron recientemente neuronas similares al hipotálamo derivadas de hiPSC, no demostraron que estas células segregan neuropéptidos en respuesta a señales hormonaleso puede modelar con precisión formas poligénicas complejas de obesidad humana severa.
"En última instancia, estamos allanando el camino para la medicina personalizada o de precisión, en la que los medicamentos se pueden personalizar para pacientes obesos con diferentes antecedentes genéticos y enfermedades metabólicas, dependiendo de su tolerancia y reacción a las combinaciones de medicamentos", dice Sareen.
Una posible limitación del estudio es que el comportamiento de alimentación está regulado por el hipotálamo en estrecha colaboración con muchos otros órganos y tipos de células, como la glándula pituitaria, el páncreas, el hígado, el intestino y la grasa. En estudios futuros, Sareen y su equipoprobará si las neuronas hipotalámicas derivadas de hiPSC se comunican con otros tipos de células relevantes y forman circuitos funcionales tanto en un plato como en organismos vivos.
Sareen dice: "Hay varios pasos intermedios antes de que podamos darnos cuenta del potencial de esta tecnología iPSC para convertirse en una plataforma confiable para detectar posibles terapias para la obesidad y otras enfermedades metabólicas".
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Materiales proporcionados por prensa celular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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