Una experiencia de PhD: Dra. Claudia Cano

Las enfermedades raras son aquellas que afectan a menos de 1 de cada 2.000 personas. Aunque de forma individual son poco frecuentes, existen casi 7.000 enfermedades raras, que en su conjunto afectan al 7% de la población mundial (más de 36 millones de personas solo en Europa).

Una de ellas es la enfermedad de Lesch-Nyhan, un trastorno genético recesivo ligado al cromosoma X causado por la deficiencia completa de la enzima hipoxantina-guanina fosforibosil transferasa (HPRT). Esta enzima forma parte de la vía de reciclaje de purinas y permite utilizar bases libres como la guanina o la hipoxantina para generar nucleótidos esenciales. En ausencia de HPRT, las células pierden su principal mecanismo de reciclaje y dependen exclusivamente de la síntesis de novo de purinas.

Aunque la enfermedad de Lesch-Nyhan es una enfermedad metabólica, los pacientes presentan severos síntomas neurológicos, incluyendo distonía, espasticidad, alteraciones en el desarrollo cognitivo y conductas autolesivas. La relación exacta entre la deficiencia de la enzima HPRT y los síntomas neurológicos aún no está completamente clara.

El estudio de enfermedades neurológicas raras presenta retos importantes como la imposibilidad de estudiar el neurodesarrollo directamente en paciente o la escasez de muestras. Por ello, recurrimos a modelos experimentales. Sin embargo, los modelos animales deficientes en HPRT no reproducen los principales síntomas neurológicos encontrados en humanos, y las células derivadas de pacientes parecen comportarse igual que las células control en condiciones de cultivo estándar. Esto nos llevó a preguntarnos si esas condiciones estándar son realmente comparables a las de un organismo vivo. La respuesta es no.

Los medios de cultivo convencionales, aunque se han ido perfeccionando desde sus primeras formulaciones, contienen concentraciones no fisiológicas de varios componentes: exceso de algunos nutrientes y carencia de metabolitos importantes. Un ejemplo clave es el ácido fólico, una vitamina esencial para la síntesis de novo de purinas, que es la única fuente de estos nucleótidos en pacientes con enfermedad de Lesch-Nyhan. Estudios previos de nuestro grupo demostraron que reducir la concentración de ácido fólico en el medio, desde los niveles convencionales (2200 nM) a niveles fisiológicos (25 nM), revela alteraciones en fibroblastos derivados de pacientes que no se observan en condiciones estándar.

Partiendo de esta premisa, mi tesis comenzó analizando cómo niveles fisiológicos de ácido fólico pueden alterar la síntesis de purinas en diversas líneas tumorales. Observamos resultados interesantes: condiciones fisiológicas de ácido fólico en el medio puede alterar el metabolismo de algunas líneas celulares como HEK293T, Jurkat o A549, produciendo acumulación de ZMP (un intermediario en la vía de síntesis de novo de purinas), tal como habíamos visto en fibroblastos. En cambio, otras líneas como HeLa o EHEB no acumulaban ZMP, lo que indica una menor dependencia de esta vía.

Estos hallazgos nos llevaron a emplear Plasmax-PV, un medio cuyo perfil de nutrientes reproduce concentraciones fisiológicas de nutrientes y vitaminas. El uso de este medio nos ha permitido comprobar que la vía de novo de purinas es especialmente sensible en linfocitos en condiciones fisiológicas. Como consecuencia, observamos que linfocitos T tumorales (células Jurkat) muestran una mayor sensibilidad al metotrexato (un antifolato usado como fármaco para el tratamiento de leucemias y artritis reumatoide), cuando se cultivan en condiciones fisiológicas. Este hallazgo abre la posibilidad de desarrollar terapias más efectivas y con dosis más ajustadas, reduciendo así efectos adversos debido al sobretratamiento.

La última parte de nuestro estudio se centró en trasladar estos medios fisiológicos a modelos celulares de enfermedad de Lesch-Nyhan. Observamos que Plasmax-PV induce acumulación de ZMP en fibrobastos de pacientes y no en controles, además de incrementar los niveles de transportadores de ácido fólico, lo que sugiere una adaptación funcional de estas células.

Como perspectiva de futuro, el objetivo sería poder estudiar el neurodesarrollo en células control y derivadas de pacientes con enfermedad de Lesch-Nyhan, en unas condiciones fisiológicas, para determinar si las concentraciones de vitaminas y otros metabolitos desempeñan un papel relevante en este proceso, que había pasado desapercibido hasta ahora. Durante mi estancia en el laboratorio del Dr. H.A. Jinnah (Univerdad de Emory), y gracias a la guía de Diane Sutcliffe, aprendí a cultivar, expandir y caracterizar células pluripotenciales inducidas (iPSC) derivadas de pacientes, así como a diferenciarlas a progenitores neuronales (NSC). Esta experiencia nos ha permitido, en nuestro laboratorio en la UAB, cultivar iPSC y diferenciarlas a NSC en condiciones estándar, y comprobar que estas células pueden mantenerse in vitro con niveles fisiológicos de ácido fólico conservando sus marcadores de diferenciación.

Todos estos avances abren nuevas preguntas, y esa es precisamente la esencia de la ciencia: un camino en el que cada respuesta ilumina nuevas incógnitas. Quizá la próxima vez que pongamos nuestras células en una placa de Petri deberíamos preguntarnos si las condiciones que damos por sentadas reflejan realmente su entorno natural. Esta búsqueda constante de entender mejor lo que estudiamos es lo que impulsa el progreso científico.

Sin embargo, ese progreso no depende solo de la curiosidad o la dedicación. Para que estas preguntas puedan explorarse y transformarse en conocimiento, es imprescindible una estructura que garantice estabilidad, apoyo y continuidad. Y aquí es donde la realidad se vuelve más compleja. La ciencia en España sigue marcada por convocatorias inestables, falta de inversión sostenida y trayectorias profesionales difíciles de consolidar. Sin el tiempo, los recursos y la seguridad necesarios, ideas con gran potencial se estancan y equipos formados durante años se dispersan. Apostar por la ciencia significa apostar por las personas que la hacen posible y asegurarles condiciones que permitan construir carreras duraderas y producir conocimiento valioso para la sociedad.

Quizá por eso, al mirar atrás, me doy cuenta de que tan importantes como los resultados científicos han sido las personas que me han acompañado en este camino. Además del aprendizaje profesional que me ha aportado esta tesis, me llevo la guía del Dr. José Manuel López y del Dr. Daniel Iglesias Serret, que han sabido orientarme y apoyarme; el compañerismo y la inspiración de la Dra. Paula Escudero y Neus Ontiveros; y la complicidad de mis compañeros doctorandos de la unitat, con quienes hemos formado una red que nos ha sostenido en los días buenos y en los no tan buenos. Porque una tesis es un mundo, pero ese mundo solo se construye gracias a quienes lo comparten contigo.

Dra. Claudia Cano Estrada