Células madre pluripotentes inducidas para la investigación del VIH y el sistema inmunológico innato
Junto con investigadores de Alemania y Francia, los investigadores del Instituto Paul-Ehrlich han generado células madre pluripotentes inducidas de un individuo sano, un paciente con el síndrome de Aicardi-Goutières y un paciente con el síndrome de Renpenning. Las proteínas desempeñan un papel en ambas enfermedades, que también son importantes para el reconocimiento inmunológico del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Con las CMPI y los tipos de células derivadas, se pueden obtener nuevos conocimientos sobre los síndromes y el sistema inmunológico humano en la lucha contra el VIH.
Microscopía de fluorescencia de células madre pluripotentes inducidas de un donante de sangre sano diferenciadas en ectodermo temprano.
Paul-Ehrlich-Institut
Los procesos biológicos del cuerpo humano son complejos, por lo que resulta difícil descifrar los procesos que inducen a las enfermedades. Las enfermedades con una contribución del sistema inmunológico son a menudo difíciles de investigar. Un método importante para identificar las causas es la comparación entre las células sanas y las enfermas. Para ello, los investigadores del Instituto Paul-Ehrlich, Instituto Federal de Vacunas y Biomedicina, han generado las llamadas líneas de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) a partir de un individuo sano y dos pacientes con diferentes enfermedades genéticas. Por lo tanto, son una herramienta útil para estudiar los procesos celulares en individuos sanos y enfermos.
El paciente de quien los investigadores de la PEI bajo la dirección de la Dra. Renate König, jefa de la sección "Aspectos celulares de las interacciones patógeno-hospedante" generaron iPSCs, sufre el síndrome de Renpenning. El trastorno es una enfermedad congénita rara del cromosoma X caracterizada por retraso mental, microcefalia, baja estatura e hipogonadismo. Las mutaciones en la proteína 1 de unión a la poliglutamina (PQBP1) son la causa de esta enfermedad. El segundo paciente tiene el síndrome de Aicardi-Goutières (AGS). Los pacientes con SGA muestran manifestaciones clínicas variables que incluyen calcificación intracraneal, atrofia cerebral, anormalidades de la materia blanca y un aumento patológico de los glóbulos blancos (leucocitosis), así como un aumento de la formación de interferones de tipo I. Los interferones de tipo I tienen un efecto inmunoestimulante y, entre otras cosas, antiviral y pertenecen al grupo de las citoquinas. Siete genes están asociados con la SGA, incluyendo el gen del factor de restricción SAMHD1 (motivo alfa estéril y proteína 1 que contiene el dominio de la histidina aspartada (HD)). Los factores de restricción inhiben la infección y la replicación del virus en las células del cuerpo - en este caso también el reconocimiento inmunológico del VIH-1.
Entonces, ¿por qué exactamente los investigadores están interesados en estas dos enfermedades? Ambas enfermedades se caracterizan por una participación del sistema inmunológico. Además, el SAMHD1 y el PQBP1 no sólo son importantes para los trastornos mencionados anteriormente, sino que también juegan un papel en el reconocimiento inmunológico del VIH, el virus de la inmunodeficiencia humana. El VIH es un foco de investigación de este grupo de trabajo en la Isla Príncipe Eduardo, el cual se ha propuesto estudiar las interacciones entre el patógeno y las células anfitrionas.
"Tenemos la intención de utilizar las células madre pluripotentes inducidas para aclarar aún más cómo reconoce el VIH el sistema inmunológico innato. Al mismo tiempo, estamos investigando las causas de estas dos enfermedades cuya clave parece estar escondida en el sistema inmunológico innato", dijo el Dr. König, explicando la motivación del investigador para las actividades de investigación. Otros hallazgos sobre el sistema inmunológico innato también pueden ser útiles para el diseño de nuevas vacunas.
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Publicación original
Fuchs NV, Schieck M, Neuenkirch M, Tondera C, Schmitz H, des Portes V, Germanaud D, Steinemann D, Göhring G, König R; "Induced pluripotent stem cells (iPSCs) derived from a renpenning Syndrome patient with c.459_462delAGAG mutation in PQBP1 (PEIi001-A)"; Stem Cell Res. 2019 Dec;41:101592.
Fuchs NV, Schieck M, Neuenkirch M, Tondera C, Schmitz H, Steinemann D, Göhring G, König R; "Induced pluripotent stem cell line (PEIi003-A) derived from an apparently healthy male individual"; Stem Cell Res. 2019 Dec 4;42:101679.
Fuchs NV, Schieck M, Neuenkirch M, Tondera C, Schmitz H, Wendeburg L, Steinemann D, Elpers C, Rutsch F, König R.; "Generation of three induced pluripotent cell lines (iPSCs) from an Aicardi-Goutières syndrome (AGS) patient harboring a deletion in the genomic locus of the sterile alpha motif and HD domain containing protein 1 (SAMHD1)"; Stem Cell Res 2020 Jan 9; [epub ahead of print].
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