Terapia celular dirigida contra la sordera: estudio de la capacidad de transdiferenciación de células madre mesenquimales humanas y de fibroblastos hacia células sensoriales del oído interno

Abstract

La pérdida de audición es la discapacidad sensorial más común en el ser humano. En los mamíferos, las células ciliadas (CC) del oído interno y las neuronas sensoriales auditivas (NSA) no se regeneran espontáneamente y su degeneración puede provocar una pérdida de audición permanente. En la actualidad se analizan diferentes posibilidades para evitar la pérdida de las células sensoriales del oído o conseguir una regeneración funcional del tejido mediante, por ejemplo, la terapia celular. Para la terapia celular se pueden emplear células madre diferenciadas hacia el tipo celular deseado o células somáticas reprogramadas. En este trabajo se ha estudiado el potencial de las células madre mesenquimales humanas (CMMh) y los fibroblastos para diferenciarse a células sensoriales del oído interno. Para ello se emplearon diferentes métodos: sobreexpresión de genes clave en la formación de las CC, cultivo en presencia de factores de crecimiento y moléculas de señalización que intervienen en el desarrollo del oído y agentes desmetilantes del ADN, frecuentemente utilizados en estudios de reprogramación y transdiferenciación.La transfección de Atoh1, un gen clave en la diferenciación de CC, resultó en un fenotipo apoptótico de las CMMh transfectadas. La diferenciación de las CMMh hacia un estado de progenitor neural (PN) previamente a la sobreexpresión de Atoh1 tampoco conllevó su diferenciación hacia un fenotipo similar al de CC. Por otro lado, la sobreexpresión de Atoh1 y Sox2 en NIH/3T3 indujo la expresión endógena de Sox2, Atoh1 y Brn3c, pero no de Miosina7a. Además, se aplicaron distintas combinaciones de factores de crecimiento y moléculas de señalización para inducir la diferenciación de los cultivos celulares hacia un estado intermedio de PN. Aunque ninguno de los métodos probados resultaron en la obtención de PN a partir de fibroblastos, varios de éstos permitieron conseguir PN a partir de CMMh. Estos PN neurales mostraron distintas capacidades para expresar marcadores de CC y NSA tras diversos tratamientos: Solo PN obtenidos en cultivos no adherentes (esferas) en presencia de EGF y bFGF expresaron marcadores de CC a nivel de ARNm y proteína tras el tratamiento con EGF y ácido retinoico (AR). Además, sólo los PN generados en presencia de AR se diferenciaron a hacia fenotipos similares a NSA en presencia de bFGF, Shh y AR. El cocultivo con explantes cocleares también indujo la expresión de marcadores neuronales en los PN. Por otro lado, se estudió el efecto de 5¿aza-deoxicitidina, un compuesto demetilante del ADN, sobre las NIH/3T3 y se determinó que concentraciones bajas del compuesto pueden ser de utilidad para la reprogramación celular ya que activan la transcripción de genes de pluripotencia y del desarrollo del oído interno.