Un equipo de investigadoras del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), el Instituto de Investigación Sant Joan de Déu (IRSJD) y la UB en colaboración con el CIBER de Enfermedades Raras han presentado un nuevo modelo, basado en células madre humanas, de una enfermedad genética ultrarara que afecta a los niños llamada Deficiencia de la Tirosina Hidroxilaza (THD, de sus siglas en inglés). En el estudio también ha participado el CIBERSAM y el CIBER-BBN.
El THD causa una disminución importante de dopamina en el cerebro, uno de los neurotransmisores más importantes del sistema nervioso central, y suele afectar a pacientes pediátricos ocasionando parkinsonismo infantil. Algunos pacientes mejoran mucho con el tratamiento, pero otros son refractarios y siguen con síntomas graves de motilidad y discapacidad intelectual.
El modelo publicado en la revista EMBO Molecular Medicine, y que reproduce fielmente las características patológicas de la enfermedad, se ha creado a partir de células de la piel de pacientes reprogramadas en células madre pluripotentes, capaces de convertirse en cualquier tipo celular, y que posteriormente se han diferenciado en neuronas.
«El modelo proporciona una herramienta muy valiosa para investigar los mecanismos patogénicos de la THD, así como para el desarrollo de nuevas terapias que mejoren la gestión de los pacientes. Incluso puede ayudar a la implantación de terapias personalizadas, ya que no todos los pacientes responden al tratamiento«, explica Antonella Consiglio, jefa de grupo en el IDIBELL, la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud y el Instituto de Biomedicina de la Universidad de Barcelona (IBUB), profesora e investigadora ICREA Academia, y una de las líderes del proyecto.
Alba Tristán Noguero, investigadora postdoctoral en el Instituto de Investigación de Sant Pau (IIB Sant Pau) y en el Departamento de Genética, Microbiología y Estadística de la Facultad de Biología de la UB y primera autora del trabajo, nos explica que como ocurre a nivel fisiológico, las neuronas diferenciadas a partir de células madre de los pacientes presentan niveles muy bajos de dopamina. Además, estas neuronas muestran defectos morfológicos que no se habían logrado detectar con otras aproximaciones experimentales.
El modelo también logra reproducir la respuesta al tratamiento que se había observado en pacientes. El tratamiento con dopamina sólo consigue revertir los síntomas de aquellos pacientes con una THD leve; en cambio, los pacientes severos no responden al tratamiento y acaban desarrollando afectaciones cognitivas.
Una de las observaciones más esperanzadoras del trabajo es que, en el modelo que reproduce la condición más severa de THD, la administración temprana de dopamina, cuando las neuronas todavía se están diferenciando, sí logra prevenir los defectos de la enfermedad. Este resultado sugiere que el tratamiento podría funcionar en los pacientes más severos si se aplica durante el desarrollo del cerebro.
«Este es el primer modelo de THD capaz de reproducir las características de los pacientes leves y severos de forma diferencial, y que además reproduce su diferente respuesta al tratamiento» apunta Àngels García Cazorla, neuróloga infantil jefa de la Unidad de Enfermedades Metabólicas en el Hospital Sant Joan de Déu Barcelna y jefa de grupo en el IRSJD, miembro de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud de la UB y del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), y colíder del proyecto.
Este trabajo también ha contado con la participación de Irene Fernández-Carasa, Carlos Calatayud, Arianna Colini Baldeschi, Meritxell Pons-Espinal y Ángel Raya del IDIBELL y la UB. Cristina Bermejo-Casadesús, Mercè Pineda, Rafael Artuch del IRSJD. Leticia Campa, Francisco Artigas, Analia Bortolozzi del IDIBAPS. Rosario Domingo-Jiménez y Salvador Ibáñez del Hospital Virgen de la Arrixaca y el Instituto Murciano de Investigación Biosanitaria Virgen de la Arrixaca (IMIB).
El trabajo se engloba dentro del proyecto de estudio del parkinsonismo infantil financiado por la Fundació La Marató TV3 y del que son investigadoras las dos co-líderes de este estudio. El trabajo también ha recibido el apoyo de la European Research Council (ERC), el Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO), el Ministerio de Ciencia e Innovación (MCIN), los Fondos Next Generation (EU), el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), y la Agencia Estatal de Investigación (AEI).
Referencia del artículo:
iPSC-based modeling of THD recapitulates disease phenotypes and reveals neuronal malformation
Alba Tristán-Noguero, Irene Fernández-Carasa,Carles Calatayud, Cristina Bermejo-Casadesús, Meritxell Pons-Espinal, Arianna Colini Baldeschi, Leticia Campa, Francesc Artigas, Analia Bortolozzi, Rosario Domingo-Jiménez, Salvador Ibáñez,Mercè Pineda, Rafael Artuch, Ángel Raya, Àngels García-Cazorla, Antonella Consiglio
