Reprogramación directa de células somáticas a hepatocitos y su caracterización mediante análisis metabolómico.

Abstract

[ES] La polimedicación y el consumo de medicamentos está aumentando considerablemente en la población y con ello una de las reacciones adversas más habituales, el daño hepático por medicamentos (Drug Induced Liver Injury, DILI), a menudo con sintomatología muy grave. El diagnóstico clínico del DILI es deficiente, y se basa en la exclusión de otras patologías hepáticas y en el uso de escalas de atrición. A esto hay que añadir que la mayor parte de los casos de DILI lo son de naturaleza idiosincrática, es decir, muy dependiente de la susceptibilidad de un determinado paciente al fármaco causal. En este trabajo abordaremos esta urgente necesidad clínica mediante una estrategia innovadora basada en la generación de hepatocitos del paciente por reprogramación directa de células mononucleares de la sangre, fibroblastos y/o células mesenquimales. Estas células se utilizarán para establecer la naturaleza idiosincrásica de la hepatotoxicidad e identificar el fármaco causal mediante herramientas tóxico-metabolómicas basadas en la cromatografía líquida asociada a espectrometría de masas (HPLC-MS). En primer lugar, a partir del análisis del metaboloma celular determinamos el grado de diferenciación de una célula reprogramada y estimamos cuán cerca o lejos se halla del fenotipo de un hepatocito primario para de esta manera optimizar el proceso de reprogramación directa, tanto en los aspectos metodológicos como los temporales. En el futuro, mediante análisis metabolómicos se estudiará el efecto que provoca la exposición a un fármaco sospechoso sobre las células hepáticas reprogramadas. Combinando la reprogramación celular con el análisis tóxico- metabolómico, se espera poder identificar de manera inequívoca el agente responsable del episodio de iDILI en dicho paciente. Los resultados de este trabajo son positivos en cuanto a la medida de metabolitos característicos hepáticos en células reprogramadas. Este trabajo se relaciona con los Objetivos de Desarrollo Sostenible 3 y 9.

[EN] Polypharmacy and medication consumption are rising considerably, and, with it, one of the most common adverse reactions, Drug-Induced Liver Injury (DILI), usually with severe symptoms. Clinical diagnosis for DILI is deficient and is based on excluding other hepatic diseases and using attrition scales. In addition, most DILI cases are idiosyncratic, which is very dependent on the patient's susceptibility to a specific drug. In this work, we approach this urgent clinical need through an innovative strategy based on generating hepatocytes from the patient by direct reprogramming mononuclear blood cells, fibroblasts and/or mesenchymal cells. These cells will be used to establish the idiosyncratic nature of hepatotoxicity and to identify the causal drug through toxic-metabolomic tools based on liquid chromatography coupled with mass spectrometry (HPLC-MS). Firstly, starting with a cellular metabolomic analysis, we intend to determine the differentiation stage of a reprogrammed cell and estimate how far it is from the primary hepatocyte phenotype. This will optimize the direct reprogramming process, both methodological and time aspects. Subsequently, we will study the effect that provokes exposure of the hepatic reprogrammed cells to a suspected drug thanks to metabolomic analysis. Combining cell reprogramming and toxic-metabolomic analysis, we hope to unequivocally identify the responsible agent of the iDILI episode in said patient. Results show positive outcomes identifying hepatocyte-like metabolome in reprogrammed cells. This work is related to Sustainable Development Goals 3 and 9.