Un equipo de científicos estadounidenses ha conseguido por primera vez transformar células madre humanas en células funcionales de pulmón y de vías respiratorias. El avance podría ayudar a estudiar enfermedades graves, como la fibrosis pulmonar idiopática; y supone un importante paso hacia los trasplantes realizados con células madre del propio paciente, y que evitarían los rechazos.
Un equipo de científicos del Centro Médico de la Universidad de Columbia (CUMC), en EEUU, ha conseguido por primera vez transformar células madre humanas en células funcionales de pulmón y de vías respiratorias.
El avance, detallado en la revista Nature Biotechnology, podría tener gran importancia para diversos fines, como el modelado de enfermedades pulmonares, la detección de fármacos, el estudio del desarrollo del pulmón humano, y, en última instancia, para la generación de tejido pulmonar destinado a trasplantes, informa el CUMC en un comunicado.
"Los investigadores han tenido relativo éxito en la transformación de células madre humanas en células del corazón, células pancreáticas, intestinales, del hígado o células nerviosas, abriendo así todo tipo de posibilidades para la medicina regenerativa", explica el director del estudio, Hans-Willem Snoeck, profesor de medicina (en microbiología e inmunología) de la Columbia Stem Cell Initiative.
"Ahora, hemos podido finalmente desarrollar células pulmonares y de las vías respiratorias. Esto es importante, porque los trasplantes de pulmón tienen un pronóstico particularmente pobre. Aunque para cualquier aplicación clínica todavía faltarían muchos años, podemos empezar ya a pensar en hacer trasplantes autólogos de pulmón, es decir, trasplantes que utilizan las propias células de la piel de un paciente para generar tejido pulmonar funcional", asegura el investigador.
El presente estudio se basó en un descubrimiento realizado en 2011 por Snoeck de un conjunto de factores químicos que pueden convertir células madre embrionarias o células madre pluripotentes inducidas (iPS) humanas en endodermo visceral anterior del intestino anterior, precursoras de las células del pulmón y las vías respiratorias.
Las células iPS humanas se parecen mucho a las células madre embrionarias humanas, pero se generan a partir de células de la piel, a las que se hace retroceder en su proceso de desarrollo. Las células iPS humanas pueden ser estimuladas para diferenciarse en células especializadas de diversos tipos, por lo que sirven como alternativa a las células madre embrionarias humanas.
En la investigación actual, Snoeck y sus colaboradores descubrieron nuevos factores que pueden completar la transformación de las células madre humanas o de las iPS en células epiteliales del pulmón (células que cubren la superficie del pulmón) funcionales.
Se constató que las células resultantes expresaban marcadores de al menos seis tipos de células pulmonares y de células epiteliales de las vías respiratorias, particularmente marcadores de las células epiteliales alveolares de tipo 2, que son importantes porque producen surfactante, una sustancia fundamental para mantener los alvéolos pulmonares en los que se lleva a cabo el intercambio. Estas células también participan en la reparación del pulmón después de lesiones y daños.
Potenciales aplicaciones
Estos resultados tendrían implicaciones para el estudio de una serie de enfermedades pulmonares, como la fibrosis pulmonar idiopática (IPF), en las que se cree que las células epiteliales alveolares de tipo 2 juegan un papel central.
"Nadie sabe qué causa esta enfermedad, y no hay manera de tratarla," explica Snoeck. "Gracias a esta tecnología, los investigadores serán capaces por fin de crear modelos de laboratorio de la IPF, estudiar la enfermedad a nivel molecular, y hallar dianas para posibles tratamientos o curas".
"A largo plazo, esperamos utilizar esta tecnología para hacer un injerto autólogo de pulmón", afirma el científico. "Esto implicaría poder eliminar del pulmón de un donante todas las células, dejando sólo la estructura y sembrar en ella nuevas células de pulmón, derivadas del propio paciente. De esta manera, los problemas de rechazo podrían evitarse".
Referencias bibliográficas:
Sarah X L Huang, Mohammad Naimul Islam, John O'Neill, Zheng Hu, Yong-Guang Yang, + et al. Efficient generation of lung and airway epithelial cells from human pluripotentstem cells. Nature Biotechnology (2013). DOI:10.1038/nbt.2754.
Michael D Green, Antonia Chen, Maria-Cristina Nostro, Sunita L d'Souza, Christoph Schaniel, Ihor R Lemischka, Valerie Gouon-Evans, Gordon Keller y Hans-Willem Snoeck. Generation of anterior foregut endoderm from human embryonic and induced pluripotent stem cells. Nature Biotechnology (2011). DOI:10.1038/nbt.1788.
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