Mecanismos moleculares involucrados en la diferenciación neuronal de células madre mesenquimales humanas derivadas de tejido adiposo

Abstract

Como el sistema nervioso tiene una capacidad limitada de autorreparación, y la neurogénesis en el adulto está restringida a ciertas regiones del cerebro, existe un gran interés en la posibilidad de reparar el sistema nervioso a través de la utilización de técnicas de medicina regenerativa y trasplante celular. Una opción es el trasplante de células madre (stem cells) que puedan reemplazar aquellas neuronas perdidas a través del daño o la enfermedad. Numerosos laboratorios, incluido el nuestro, han logrado transdiferenciar fenotípicamente células madre mesenquimales en células de estirpe neural. Basándonos en la hipótesis de que existe un paralelismo entre los procesos de neurogénesis y la diferenciación neuronal de células madre mesenquimales, se plantea que las cascadas de señalización involucradas en la neurogénesis del adulto podrían ser equivalentes a las que actúan en el proceso de diferenciación neuronal, en el cual a partir de células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo se obtienen células de fenotipo neural. Existen diversos factores de transcripción que intervienen en la proliferación y diferenciación neuronal y que aún no han sido estudiados en la diferenciación neuronal de células madre mesenquimales. Algunos de ellos son factores de transcripción proneurales y neuronales, o de especificación y otros, intervienen en las cascadas de señalización de: Sonic hedgehog (Shh), Proteínas Morfogenéticas Óseas (BMPs), Notch y Wingless/Int (Wnt). El objetivo de este trabajo es estudiar la expresión diferencial de genes involucrados en las cascadas de señalización intracelular de Shh, BMP, Wnt y Notch, como así también la de genes de especificación u homeóticos, proneurales y neuronales, en relación a su participación en el proceso de diferenciación neuronal a partir de células madre mesenquimales humanas derivadas de tejido adiposo.

The nervous system has limited self-renewal ability and adult neurogenesis is restricted to few brain zones. For this reason, there is a great interest into the possibility to repair the nervous system using regenerative medicine techniques and cell transplantation. A promising alternative is the use of stem cells to replace the neurons lost during injury and disease. Previous reports have described the phenotypic transdifferentiation of mesenchymal stem cells into neural-like cells. Based on the hypothesis that a parallelism between adult neurogenesis and the neuronal differentiation of mesenchymal stem cells exist, we propose that the signaling pathways involved in adult neurogenesis could be similar to the differentiation process where neural-like cells are obtained from adipose tissue-derived stem cells. Several transcription factors, which take part in proliferation and differentiation, have not been studied in the neuronal differentiation of mesenchymal stem cells yet. Some of them are patterning molecules, proneural and neuronal genes; others are involved in Sonic Hedgehog (Shh), Bone Morphogenic Proteins (BMPs), Notch and Wingless/Int (Wnt) pathways. The aim of this work is to study the differential expression of genes involved in Shh, BMP, Wnt and Notch intracellular signaling pathways, as well as patterning, proneural and neuronal genes during the neuronal differentiation of human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells.