miércoles, 19 de febrero de 2014

Células madre embrionarias en la investigación biomédica

Fuente: http://sociedad.elpais.com/sociedad/2014/01/27/actualidad/1390853469_973228.html


Ensayos en el centro de Medicina Regenerativa de Barcelona, donde se trabaja con células madre. / GIANLUCA BATTISTA




Las primeras células madre descubiertas, y todavía las óptimas para muchas aplicaciones, requieren la destrucción de un embrión humano. Esta es la razón de la fuerte oposición ética y religiosa que han suscitado estas células durante los últimos 15 años, y también de que siga siendo ilegal obtenerlas en países como Estados Unidos, o al menos en sus institutos públicos. Científicos del Instituto Karolinska de Estocolmo han logrado un avance que barre de un plumazo todos esos problemas: utilizan una sola célula de las ocho de un embrión temprano para derivar los cultivos de células madre; y el embrión no se destruye, porque las otras siete células bastan para que sea viable, e incluso (en teoría) para que fuera implantado en una mujer si así se deseara.

La técnica es simple y eficaz, y devuelve las células madre embrionarias al primer plano de la investigación biomédica, tras cinco años en que su principal alternativa —las células madre iPS, que se obtienen retrasando el reloj de simples células de la piel— parecían tomar la delantera. Los científicos suecos proponen hacer bancos de células madre embrionarias para cubrir las futuras necesidades de compatibilidad inmunológica con los pacientes. El método se publicó en Nature Communications.



La idea de utilizar una de las células de un embrión de ocho no es enteramente nueva. Robert Lanza, uno de los líderes mundiales de la clonación humana, ya la planteó en 2006, y hubo otros intentos posteriores, pero ninguno de ellos tuvo continuidad. Lo que han logrado los investigadores de Estocolmo es una serie de avances metodológicos que han convertido esa idea en una técnica no solo viable, sino también altamente eficaz. El avance se basa en la utilización de dos moléculas (laminina y cadherina) que normalmente tienen un papel esencial en la adherencia de las células a sus sustratos fisiológicos. Aquí se aprovechan esas propiedades para afianzarlas al medio de cultivo en el laboratorio.

Las células madre embrionarias se vienen obteniendo de embriones sobrantes de los tratamientos de fecundación in vitro, que en algunos países, entre ellos España, pueden ser donados por los padres para objetivos de investigación. Los embriones, en la fase de blastocisto (de unas dos semanas de desarrollo y antes de su implantación en un útero), resultan destruidos en el proceso de extracción de las células. Los Institutos Nacionales de la Salud (NIH) norteamericanos, que son la mayor maquinaria de investigación biomédica del mundo, tienen vetados los fondos públicos para esas tecnologías, aunque pueden usar líneas celulares ya establecidas en ciertas condiciones.

Kart Tryggvason y sus colegas del Instituto Karolinska de Estocolmo y la Facultad de Medicina Duke-NUS de Singapur se han inspirado en un método que lleva unos años en uso para un propósito completamente distinto: el diagnóstico preimplantacional. Cuando una pareja es portadora de enfermedades hereditarias, los científicos dejan a varios embriones desarrollarse hasta que tienen ocho células, extraen una para el análisis genético y, si está libre de taras hereditarias, utilizan el embrión correspondiente (esto es, las siete células restantes) para implantarlo en la mujer. En el nuevo método sueco, la célula extraída se usa para establecer una línea de células madre embrionarias, y las otras siete hacen lo mismo que antes: regenerar el embrión completo y viable.

Los resultados suponen un estímulo a las células madre embrionarias frente a sus principales competidoras, las células iPS, que fueron desarrolladas en la década pasada como una alternativa “ética” a la destrucción de embriones y hace dos años le valieron el premio Nobel a su inventor, el japonés Shinya Yamanaka.



“Pienso”, dice Tryggvason, el líder del equipo del Instituto Karolinska, “que las células iPS son de un gran interés para estudiar los mecanismos de la enfermedad y como modelos para probar nuevos fármacos, siempre que hayan sido derivadas de pacientes con dolencias genéticas; pero muchos científicos, entre los que me incluyo, somos escépticos sobre su uso para la terapia celular (para implantarlas a pacientes), ya que están modificadas genéticamente”.

La generación de células madre iPS a partir de simples células de la piel de un paciente implica, según las tecnologías actuales, introducirles tres o cuatro genes reguladores —genes que regulan a otros genes—, que son los que retrasan el reloj de las células adultas del paciente para devolverlas a su estado ancestral de células madre. Ello implica el uso de virus y otros factores que complican su aplicación clínica. “Será más fácil que las autoridades reguladoras acepten este método de obtención de células madre embrionarias”, opina Tryggvason.

Otro asunto esencial para el futuro uso clínico de la terapia celular es el de la compatibilidad del material implantado con el genoma del paciente, para evitar el rechazo inmunológico que puede arruinar cualquier trasplante. Con las células iPS, este problema quedaría resuelto de manera automática —pues se habrían obtenido de células del propio paciente y por tanto su genoma sería idéntico—, pero no así con las células madre embrionarias derivadas de material sobrante de las fecundaciones in vitro.



La idea del equipo de Estocolmo es construir un banco de líneas celulares embrionarias que cubra razonablemente la variabilidad humana en la compatibilidad genética. Pero ¿cómo de grande tendría que ser ese banco? “Es probable”, responde Tryggvason, “que unas 150 o 200 líneas celulares que representen diferentes antígenos tisulares (las moléculas en la superficie de las células que interactúan con el sistema inmune del receptor) sean suficientes para cubrir a la mayor parte de la población humana; no sabemos el número exacto de líneas que necesitamos, pero sería relativamente fácil generar líneas adicionales si esas no fueran suficientes”.

El investigador añade: “Si construimos un banco celular donde estén representados prácticamente todos los tipos de antígenos, entonces cualquier paciente podrá en principio conseguir material para las terapias celulares que necesite hecho a partir de la línea particular que case con sus características inmunológicas”.

La clave de la técnica son dos proteínas humanas que normalmente están presentes en los nichos de células madre, los lugares fisiológicos que sostienen la renovación de esas células inmaduras en el cuerpo. Se llaman laminina LN-521 y E-cadherina, y ambas cumplen funciones naturales cruciales para la organización en el espacio de las células humanas. Los científicos han demostrado que la combinación de estas dos proteínas en la matriz del cultivo logra una alta tasa de propagación clonal de la única célula originalmente extraída del embrión. No es preciso utilizar células de otras especies para sostener esa proliferación, como era el caso con las metodologías anteriores. Este es un aspecto muy importante para su uso en la práctica clínica, pues esos otros materiales conducen frecuentemente a contaminaciones nefastas.

Las líneas establecidas de células madre en cultivo pueden sufrir mutaciones y cambios genómicos —como alteraciones en el número de cromosomas— que las hacen indeseables para su aplicación clínica. Otra ventaja de los métodos desarrollados en Estocolmo es que reducen drásticamente esa inestabilidad genética. El riesgo de alteraciones cancerosas es uno de los principales problemas que hay que resolver antes de que las células madre alcancen aplicaciones en pacientes. Los científicos esperan seguir mejorando las condiciones de cultivo hasta reducir al mínimo esos riesgos. Serán trabajos sin mucho brillo conceptual, pero fundamentales para el futuro próximo de la medicina regenerativa.



Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona. / GIANLUCA BATTISTA



Si algo demuestra la no muy larga historia de las células madre, o de la incipiente medicina regenerativa, es la conveniencia de mantener una mente abierta y desarrollar en paralelo las varias estrategias prometedoras que han ido surgiendo en los laboratorios de medio mundo. La mayoría de los científicos es muy consciente de la necesidad de esos avances en paralelo. La invención de las células madre iPS, por ejemplo, nunca ha supuesto un argumento para abandonar la investigación con material embrionario. De hecho, incluso los grupos de investigación asociados al premio Nobel Shinya Yamanaka —el descubridor de las iPS— han estado los últimos cinco años trabajando en paralelo con esas células y con las derivadas de embriones. Cada nuevo trabajo no hace sino resaltar lo acertado de esa estrategia.

Nadie duda de que las células iPS, o algún sistema similar que se desarrolle en el futuro, será algún día la metodología ideal en la práctica clínica. Poder reparar el corazón, el cerebro o el hígado de un paciente partiendo de unas cuantas células de su piel o su cabello sería el sueño de cualquier investigador del sector, y seguramente también de cualquier paciente. Pero, mientras llega ese futuro perfecto, es probable que las primeras aplicaciones que veamos en los próximos años estén basadas en las células madre embrionarias. Y una terapia eficaz también hará mucho para despejar los reparos éticos.

Optimizan el trasplante de células madre de epitelio limbar

Fuente: http://www.agenciasinc.es/Noticias/Optimizan-el-trasplante-de-celulas-madre-de-epitelio-limbar


Un estudio liderado por expertos de la Universidad de Valladolid mejora el tratamiento del síndrome de insuficiencia límbica, una enfermedad de origen genético y adquirido. Los autores han tratado de obtener el mayor número de células posible a partir de una pequeña porción de tejido para realizar más trasplantes.


Cultivo primario de epitelio limbar. Se ven en rojo los núcleos celulares y en verde la expresión de la proteína ABCG2, que nos indica la presencia de células con un fenotipo propio de células madre epiteliales limbares. / Foto cedida por Marina López




El síndrome de insuficiencia límbica es una enfermedad caracterizada por la pérdida o disfunción de las células madre que se ocupan de regenerar el epitelio corneal (la capa más externa de la córnea que actúa como barrera metabólica y protectora). Esto produce opacidad en la córnea, pérdida de visión y un dolor constante.

El origen de la enfermedad es genético en algunos casos (como el de la aniridia, la queratitis o las displasias ectodérmicas) y adquirido en otros (traumatismos, enfermedades autoinmunes o el síndrome de ojo seco grave, por ejemplo). Según las estimaciones, afecta a unas 100.000 personas en toda España.

El trasplante de células madre de epitelio limbar humano a la superficie ocular, que se ha desarrollado mucho en los últimos años, se muestra como el tratamiento más eficaz para paliar la enfermedad, aunque todavía cuenta con algunas limitaciones.

Así, Marina López, investigadora del Instituto de Oftalmobiología Aplicada (IOBA) de la Universidad de Valladolid, ha defendido recientemente su tesis doctoral sobre la optimización de este procedimiento. Según explica, actualmente el IOBA está llevando a cabo dos ensayos clínicos en los que se utiliza membrana amniótica como sustrato para el trasplante.



“Mi tesis ha consistido en optimizar este tratamiento”, asegura la experta, quien agrega que el trabajo se ha centrado en tres problemas principales. “Uno de ellos es que el número de donantes del tejido que se necesita para cultivar las células es muy bajo, de modo que hemos intentado obtener el mayor número de células posible a partir de una pequeña porción de tejido para poder realizar más trasplantes”.

Por otro lado, se han tratado de reemplazar los compuestos de origen animal y otros potencialmente nocivos para su uso en humanos que se emplean en los sueros de cultivo utilizados para tratar las células. Finalmente, “se ha determinado qué técnica de las que se utilizan actualmente es mejor para obtener células madre del tejido limbar”.



Los resultados revelan por un lado un mayor rendimiento de un menor tejido limbar. “Hemos partido de un pequeño tejido limbar y lo hemos cultivado varias veces mientras que normalmente un pequeño tejido así solo se cultiva una vez. Hemos observado que se pueden obtener hasta tres cultivos primarios consecutivos similares entre sí que podrían ser utilizados tanto en la clínica humana como en la investigación preclínica”, señala, lo que puede paliar en parte el problema del escaso número de donantes.

Por otra parte, se han retirado los componentes animales y potencialmente nocivos de los medios de cultivo de células y se han sustituido por otros que cuentan con mecanismos de acción similares. “Basándonos principalmente en estudios previos hemos observado que sí se pueden utilizar medios de cultivo sin estos compuestos”, precisa, un desarrollo dentro del proyecto que ha dado lugar a la solicitud de una patente.

Finalmente, ha comparado las técnicas disponibles para obtener las células madre del tejido limbar y han determinado que con la técnica de cultivo de células en suspensión se obtiene un mayor número de células indiferenciadas para su posterior trasplante.




Referencia bibliográfica:

López-Paniagua, M., Nieto-Miguel, T., de la Mata, A., Galindo, S., Herreras, J. M., Corrales, R. M., & Calonge, M. (2013). Consecutive expansion of limbal epithelial stem cells from a single limbal biopsy. Current eye research, 38(5), 537-549.

Último avance sobre obtención de células madre bajo sospecha

Fuente: http://m.abc.es/salud/noticias/20140218/abci-falso-estudio-nature-201402181618.html


Los científicos denuncian errores en el trabajo de Haruko Obokata publicado en «Nature».


Un nuevo escándalo puede ensombrecer de nuevo la investigación en células madre. El esperanzador ensayo de Haruko Obokata, del Centro RIKEN de Kobe, en Japón, en el que se presentaba un revolucionario método para generar células madre pluripotentes capaces de diferenciarse en cualquier tipo de células que podría ser el punto de partida para una nueva era de la medicina regenerativa, podría ser en verdad un nuevo caso de manipulación de resultados.

El propio Centro RIKEN anunció que está investigando las presuntas irregularidades en los trabajos de Obokata publicados en «Nature» hace apenas un mes; en ellos se mostraba una forma sencilla de reprogramar células de los ratones maduros en un estado embrionario mediante la simple aplicación de estrés.

Sin embargo, varios blogs científicos, como PubPeer, comenzaron a denunciar poco después en Internet el uso de imágenes duplicadas para documentar los dos artículos de Obokata y la incapacidad para replicar los resultados del estudio. El portavoz de Riken explicó que la institución, financiada por el Estado japonés, ha establecido un equipo formado por miembros de la propia institución y también por investigadores externos para aclarar esas alegaciones. De momento, los responsables de las relaciones públicas del centro han salido en defensa de su equipo y se han mostrado confiados en que el hallazgo en sí no presenta problemas.



Más allá de errores en las imágenes de los trabajos publicados en «Nature», el escepticismo crece por la incapacidad de reproducir los últimos resultados de Obokata. Ninguno de diez científicos consultados por «Nature» ha tenido éxito. Aunque la mayoría de esos intentos no han empleado el mismo tipo de células que Obokata usó.

Aunque algunos investigadores no creen que haya un problema. Qi Zhou, del Instituto de Zoología en Beijing, quien tampoco ha podido reproducir el estudio, cree que «un experimento fácil en un laboratorio con experiencia puede ser extremadamente difícil para otros»; otros, como Jacob Hanna, del Instituto de Ciencias Weizmann en Rehovot, Israel, se muestra «extremadamente preocupado y escéptico».

La comunidad científica confía en no estar ante un nuevo escándalo como el del surcoreano Woo Suk Hwang en clonación de embriones humanos, quien consiguió burlar a los comités de revisión de una revista científica de gran impacto.

Una situación similar ha sido la del científico Shoukhrat Mitalipov, de la Universidad de Oregón, en EE.UU. quien en la revista «Cell» publicó los resultados de la primera clonación de células humanas, aunque posteriormente corrigió los errores que habían aparecido en las revistas.

Lo cierto es que aunque Mitalipov sí logró explicar lo sucedido, y también lo pueda hacer Obokata, la publicación de estos errores en revistas científicas de prestigio pone en evidencia la pulcritud de éstas al avalar los trabajos. Los artículos que se publican deben ser escrupulosamente revisados durante mucho tiempo antes de decidir su publicación, pero en un momento de carrera desenfrenada por producir y publicar el trabajo más impactante es posible que se estén relajando dichos controles de calidad.

domingo, 16 de febrero de 2014

Células madre epiteliales contra la calvicie

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20140128/abci-pelo-celulas-madre-201401281101.html


Los investigadores han logrado por vez primera vez convertir células adultas en células madre epiteliales, capaces de generar pelo.






¿Por fin una solución a la calvicie? Si los resultados de un trabajo que se acaba de publicar en «Nature Communications» se confirman parece que estamos ante un concepto revolucionario en el tratamiento de la alopecia. La solución estaría en el uso de células madre capaces de regenerar los folículos pilosos que han desaparecido o se han muerto.

Hasta ahora la mayoría de los intentos de tratar la calvicie con células madre han fracasado, debido especialmente a que las técnicas utilizadas no han sido capaces de generar el número suficiente de células madre para regenerar el pelo. Pero el equipo de Xiaowei Xu parece haber encontrado la solución.

Los investigadores de la Facultad de Medicina de Perelman de la Universidad de Pensilvania, en EEUU., han diseñado un sistema capaz de convertir las células adultas en células madre epiteliales (EPSC). Y, como señalan los autores, es la primera vez se logra en seres humanos o ratones.

El estudio ha demostrado que las células madre epiteliales, cuando se implantaron en ratones inmunocomprometidos, regeneraron los diferentes tipos de células de la piel humana y los folículos pilosos, e incluso produjeron pelo estructuralmente reconocible, aumentando la posibilidad de que, con el tiempo, se logre la regeneración del cabello en las personas.



Xu y su equipo comenzaron a trabajar con células humanas de la piel llamadas fibroblastos dérmicos. Así, añadieron tres genes a dichas células, lo que las convertía en células madre pluripotentes inducidas (iPSC), que tienen la capacidad de diferenciarse en cualquier tipo de células del organismo. A continuación los investigadores transformaron las iPSC en células madre epiteliales, que se encuentran en la raíz de los folículos pilosos.

Gracias a trabajos previos de otros grupos de investigación que habían desarrollado técnicas para transformar las células iPSC en queratinocitos, el equipo de Xu ha podido demostrar que al controlar cuidadosamente el proceso temporal de los factores de crecimiento de las células se podía programar a las iPSC para que generaran grandes cantidades de células madre epiteliales. Dicho protocolo tuvo un éxito en la transformación de más del 25% de las iPSC en células madre epiteliales en tan solo 18 días. Por último, los investigadores purificaron las células obtenidas utilizando las proteínas que expresan en su superficie.

Cuando el equipo de Xu comparó de los patrones de expresión génica de las células madre humanas derivadas de IPSC epiteliales con los de las células madre epiteliales obtenidas de folículos pilosos humanos vieron que habían tenido éxito: es decir, habían generado las células madre capaces de regenerar los folículos pilosos. Y, cuando mezclaron dichas células con células dérmicas foliculares inductivas de ratón y las injertaron en la piel de ratones inmunodeficientes, los investigadores comprobaron que eran capaces de producir la epidermis funcional humana (las capas exteriores de células de la piel) así como folículos estructuralmente similares a los folículos pilosos humanos.

«Esta es la primera vez que alguien ha producido cantidades medibles de células madre epiteliales que son capaces de generar el componente epitelial de los folículos pilosos», dice Xu. Y dichas células tienen muchas aplicaciones potenciales, añade, incluyendo la cicatrización de heridas, en cosmética y, probablemente la más importante para muchos, la regeneración del cabello.


¿Significa esto que ya hay un tratamiento definitivo contra la calvicie? Desgraciadamente la respuesta es que todavía las células madre epiteliales derivadas de iPSC aun no están listas para su uso en seres humanos, explica Xu. No hay que olvidar, señala, que un folículo piloso contiene células epiteliales -un tipo de célula que recubre los vasos y cavidades del cuerpo- así como un tipo específico de célula madre adulta, llamada papilas dérmicas. «Y cuando una persona pierde el pelo, pierde ambos tipos de células. Nosotros hemos resuelto un problema importante, el relacionado con el componente epitelial del folículo piloso. Ahora tenemos que encontrar una manera de generar también nuevas células de papilas dérmicas, algo que nadie ha podido todavía».

Pero además, no hay que olvidar que el proceso de Xu para crear iPSC implica la modificación genética de células humanas con genes que codifican proteínas oncogénicas, por lo que necesita ser más refinada. Aunque en este sentido, reconoce el investigador, se están desarrollando soluciones alternativas, incluidas estrategias que empleen solamente agentes químicos.

Células madre para combatir la calvicie masculina

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/9406/celulas_madre_y_la_via_genetica_para_combatir_la_calvicie_masculina_haciendo_rebrotar_pelo/




La medicina regenerativa puede ofrecer vías más fáciles y mejores para tratar la calvicie que los métodos disponibles en la actualidad.

En el laboratorio de Krzysztof Kobielak, de la Universidad del Sur de California (USC), en Estados Unidos, se trabaja hacia ese objetivo desde varios frentes. Los resultados de tres estudios concluidos recientemente en dicho laboratorio proyectan un rayo de esperanza para los hombres que se resisten a su pérdida paulatina de cabello, a veces rápida y en plena juventud.

En estas investigaciones se ha profundizado en algunos de los factores que determinan cuándo crece el pelo, cuándo deja de crecer y cuándo se cae.

Realizadas por Kobielak, Eve Kandyba y sus colegas, las tres investigaciones se centran en las células madre localizadas en los folículos pilosos, que pueden producir folículos o células de la piel.

Estos folículos pilosos están regulados por las vías de señalización BMP y Wnt, responsables de controlar funciones celulares, como por ejemplo los ciclos de crecimiento del pelo.

Una de las investigaciones ha explorado cómo el gen Wnt7b activa el crecimiento de pelo. Sin el Wnt7b, el pelo es mucho más corto.


Krzysztof Kobielak y Eve Kandyba. (Foto: Cristy Lytal)




El laboratorio de Kobielak ya dedujo el papel del gen Wnt7b en un estudio de meses atrás, en el cual se identificó una compleja red de genes, incluyendo las vías de señalización Wnt y BMP, que controla los ciclos de crecimiento capilar. La reducción de la señalización BMP junto con el incremento de la señalización Wnt activa el crecimiento capilar. Lo contrario, o sea una señalización BMP incrementada y una Wnt reducida, lleva a los folículos pilosos a un estado de reposo o inactividad.


La tercera investigación ha aclarado mucho más los entresijos de la vía de señalización BMP, al permitir examinar de manera detallada la función de dos proteínas clave llamadas Smad1 y Smad5. Estas proteínas transmiten las señales necesarias para regular a las células madre responsables de que el cabello vuelva a crecer.

En conjunto, estos recientes descubrimientos desarrollan el conocimiento científico, y lo que es más importante, pueden traducirse en nuevas terapias para diversas enfermedades humanas, tal como aventura Kobielak. "Dado que la señalización BMP desempeña un papel regulador clave en el mantenimiento de la estabilidad de diferentes tipos de poblaciones de células madre adultas, las implicaciones para futuras terapias podrían ir más allá de simplemente tratar la calvicie, pues podrían incluir la regeneración de la piel en pacientes quemados o afectados por cáncer de piel".

Entre los autores de estos tres estudios figuran Yvonne Leung, Yi-Bu Chen, Randall Widelitz, Cheng-Ming Chuong, Virginia Hazen, Agnieszka Kobielak y Samantha Butler.




Long-lived breast stem cells could retain cancer legacy

Fuente: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-01/waeh-lbs012314.php


Researchers from Melbourne's Walter and Eliza Hall Institute have discovered that breast stem cells and their 'daughters' have a much longer lifespan than previously thought, and are active in puberty and throughout life.

The longevity of breast stem cells and their daughters means that they could harbour genetic defects or damage that progress to cancer decades later, potentially shifting back the timeline of breast cancer development. The finding is also integral to identifying the 'cells of origin' of breast cancer and the ongoing quest to develop new treatments and diagnostics for breast cancer.

Breast stem cells were isolated in 2006 by Professors Jane Visvader and Geoff Lindeman and their colleagues at the Walter and Eliza Hall Institute.

Now, in a project led by Dr Anne Rios and Dr Nai Yang Fu that tracked normal breast stem cells and their development the team has discovered that breast stem cells actively maintain breast tissue for most of the life of the individual and contribute to all major stages of breast development. The research was published in the journal Nature.

Professor Lindeman, who is also an oncologist at The Royal Melbourne Hospital, said discovering the long lifespan and programming of breast stem cells would have implications for identifying the cells of origin of breast cancers.



IMAGE: Breast cancer research team professor Jane Visvader, Dr. Nai Yang Fu, Dr. Anne Rios and professor Geoff Lindeman (left to right) have found that breast stem cells and their "daughter "...
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"Given that these stem cells – and their 'daughter' progenitor cells – can live for such a long time and are capable of self renewing, damage to their genetic code could lead to breast cancer 10 or 20 years later," Professor Lindeman said. "This finding has important applications for our understanding of breast cancer. We hope that it will lead to the development of new treatment and diagnostic strategies in the clinic to help women with breast cancer in the future."


Professor Visvader said understanding the hierarchy and development of breast cells was critical to identifying the cells that give rise to breast cancer, and how and why these cells become cancerous. "Without knowing the precise cell types in which breast cancer originates, we will continue to struggle in our efforts to develop new diagnostics and treatments for breast cancer, or developing preventive strategies," Professor Visvader said.


Previous research from the institute team had already implicated some of these immature breast cells in cancer development. "In 2009, we showed that luminal progenitor cells, the daughters of breast stem cells, were the likely cell of origin for the aggressive BRCA1-associated basal breast cancers," Professor Visvader said. "The meticulous work of Anne and Nai Yang, using state-of-the-art three-dimensional imaging, has significantly improved our understanding of normal breast development and will have future applications for breast cancer."

The project should settle a debate that has been raging in the scientific field, confirming that breast stem cells were 'true' stem cells capable of renewing themselves and making all the cells of the mammary gland.

"Our team was amongst the first to isolate 'renewable' breast stem cells," Professor Visvader said. "However the existence of a common stem cell that can create all the cells lining the breast ducts has been a contentious issue in the field. In this study we've proven that ancestral breast stem cells function in puberty and adulthood and that they give rise to all the different cell types that make up the adult breast."




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The research project was supported by the Australian National Health and Medical Research Council, Victorian Government, Australian Cancer Research Foundation, Qualtrough Research Fund, National Breast Cancer Foundation and Cure Cancer Australia.

sábado, 15 de febrero de 2014

Descubren un nuevo “truco” que usan las células madre para desempaquetar su ADN

Fuente: http://alt1040.com/2014/01/empaquetamiento-adn-celulas-madre


Científicos suecos desenmascaran el proceso biológico que podría asociarse con el comportamiento de las células madre. Este mecanismo, conocido como citrulinación, también interviene en el desarrollo del cáncer o de enfermedades autoinmunes, tales como la artritis reumatoide.






Las células madre son aquellas capaces de dar lugar a cualquier tipo de célula de nuestro cuerpo. A partir de ellas, por ejemplo, podemos formar células renales especializadas, con el objetivo de crear mini-riñones que pudieran ser utilizados como trasplantes del futuro.

¿Por qué pueden las células madre convertirse tan rápidamente en células especializadas, y sin embargo, el proceso inverso no se da con tanta facilidad? El secreto se encuentra en el ADN, que porta la información genética necesaria; en otras palabras: las instrucciones para que cada célula cumpla un papel determinado en un lugar y momento específicos.


Para que estas instrucciones sean "leídas" correctamente, el genoma de cada célula se encuentra más o menos empaquetado. ¿Qué significa esto? Cuanto más empaquetado se encuentre, gracias a la labor de unas proteínas llamadas histonas, peor podrá leerse su información genética. Sin embargo, si conseguimos "relajar" dicho empaquetamiento, es más fácil que pueda leerse la secuenciación de unos determinados genes.

¿Qué tiene que ver el empaquetamiento con las células madre? Cuanto más empaquetado esté el ADN de estas células, peor se podrá leer su información genética, y por tanto, será más difícil que estas células den lugar a otras células más especializadas. Sin embargo, si conseguimos flexibilizar su empaquetamiento de alguna manera, lograremos que sea más sencillo leer el ADN de estas células madre, y por ello, que puedan especializarse en otros tipos celulares.






Una nueva investigación realizada por científicos del Instituto Karolinska de Suecia ha determinado la relación entre la citrulinación y las células madre. En el empaquetamiento del genoma de nuestras células, intervienen dos características importantes: la carga negativa del ADN y la carga positiva de las histonas antes mencionadas.




Sin embargo, si en la célula interviene la citrulinación, la carga positiva de estas proteínas se "relaja", posibilitando que también se flexibilice el empaquetamiento del ADN. En otras palabras, este mecanismo biológico participaría en los cambios genéticos que deben ocurrir para pasar de células madre a células especializadas.

Su investigación, publicada en Nature, ha servido para asociar por primera vez la citrulinación con las células madre. Este proceso biológico funciona de forma que un elemento de las proteínas (llamado arginina) pueda convertirse en citrulina. El interrogante principal se basa ahora en desvelar la relación que tiene este mecanismo con otros sucesos que ocurren en nuestro organismo, además del ya mencionado con las células madre.

Y es que estudios recientes ya relacionan este proceso de citrulinación con el desarrollo de cáncer o de enfermedades autoinmunes, tales como la artritis reumatoide. En este segundo caso, el cambio proteico que induce la citrulinación sería diferente al de las células madre, ya que lo que provocaría, en principio, sería marcar a las proteínas de nuestro organismo con una especie de "etiqueta", de forma que fueran identificadas por nuestras defensas como algo extraño. Esta es la razón por la que en las patologías autoinmunes, el cuerpo reacciona contra el propio cuerpo.

La investigación sueca, por tanto, es la primera que logra asociar el proceso de la citrulinación con el comportamiento que presentan las células madre, a través del fortalecimiento o la relajación del empaquetamiento del ADN. Conocer más acerca de la biología de nuestras células es fundamental, ya que ello posibilitará que poseamos mejores dianas terapéuticas en el futuro.

New mechanism for genome unpacking in stem cells

Fuente: http://ki.se/ki/jsp/polopoly.jsp?d=130&a=173056&l=en&newsdep=130


Scientists at Karolinska Institutet and Gurdon Institute in Cambridge, United Kingdom have identified a novel mechanism that allows pluripotent stem cells to maintain their genome in an unpacked state, and thereby maintain their unique property to give raise to all types of specialized cells in the body. The findings are presented in the journal Nature.


Gonçalo Castelo-Branco 
Photo: Ulf Sirborn



Embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells have the capacity to give rise to all cell types present in the adult body. To maintain this immature state, genes that are turned on in specialized cells must remain inactive in pluripotent cells, but ready to be quickly activated upon maturation into, for example, a cell in the skin or liver. The genome of a cell is packed in the nucleus, in a structure called chromatin. If the chromatin packing is tight (condensed), activatory molecules cannot access parts of the genome that control the activation of genes. Thus, for a certain gene to be activated, the chromatin structure must be unpacked (decondensation).


Pluripotent stem cells are unique in that their genome is partially unpacked (chromatin decondensation), when compared to specialized cells, to allow rapid activation of differentiation genes upon a given stimuli. In this published study, an international team, lead by Professor Tony Kouzarides, at the Gurdon Institute, University of Cambridge, identified a specific enzymatic activity, called citrullination, that contributes to decondensed chromatin state in pluripotent cells.


"The genome (DNA) is highly negatively charged and is associated in the chromatin structure with proteins called histones, which are highly positively charged. We found that in pluripotent cells, citrullination reduces the charge of some histones, weakening their association with the genome and contributing to decondensation", says Gonçalo Castelo-Branco, principal investigator at Karolinska Institutet and co-first author in the study with Maria Christophorou of the Gurdon Institute.


Gonçalo Castelo-Branco's research group at Karolinska Institutet is now investigating roles for citrullination in other immature cells, such as oligodendrocyte precursors in the brain, which participate in myelin regeneration in multiple sclerosis, MS.





Research in this study was funded by grants from Cancer Research UK, the Swedish Research Council, EMBO, European Union 7th Framework Programme (FP7) Marie Curie Actions, among others grants. Gonçalo Castelo-Branco implemented parts of the study at the Gurdon Institute, where he was previously a researcher, and at Karolinska Institutet. Among the study authors is also professor John Gurdon, laureate of the Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012. Apart from Sweden and United Kingdom, scientists from Denmark, Brasil and USA participated in the study.




Publication:

Maria A. Christophorou*, Gonçalo Castelo-Branco*, Richard P. Halley-Stott, Clara Slade Oliveira, Remco Loos, Aliaksandra Radzisheuskaya, Kerri A. Mowen, Paul Bertone, José Silva, Magdalena Zernicka-Goetz, Michael L. Nielsen, John Gurdon and Tony Kouzarides *equal contribution, co-first authors


"Citrullination regulates pluripotency and histone H1 binding to chromatin"

Nature, online 26 January 2014, doi: 10.1038/nature12942





For further information, please contact:

Assistant Professor, Principal Investigator
Gonçalo Castelo-Branco
Work:+46 (0)8-524 879 36
Mobile:+46(0)70-091 59 22




New method increases supply of embryonic stem cells

Fuente: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-01/ki-nmi012414.php


A new method allows for large-scale generation of human embryonic stem cells of high clinical quality. It also allows for production of such cells without destroying any human embryos. The discovery is a big step forward for stem cell research and for the high hopes for replacing damaged cells and thereby curing serious illnesses such as diabetes and Parkinson's disease.

Currently human embryonic stem cells are made from surplus in vitro fertilized (IVF) embryos that are not used for the generation of pregnancies. The embryos do not survive the procedure. Therefore it has been illegal in the USA to use this method for deriving embryonic stem cell lines. Sweden's legislation has been more permissive. It has been possible to generate embryonic stem cells from excess, early IVF embryos with the permission of the persons donating their eggs and sperm.

An international research team led by Karl Tryggvason, Professor of Medical Chemistry at Karolinska Institutet in Sweden and Professor at Duke-NUS Graduate Medical School in Singapore has, together with Professor Outi Hovatta at Karolinska Institutet, developed a method that makes it possible to use a single cell from an embryo of eight cells. This embryo can then be re-frozen and, theoretically, be placed in a woman's uterus. The method is already used in Pre-implantation Genetic Diagnosis (PGD) analyses, where a genetic test is carried out on a single cell of an IVF embryo in order to detect potential hereditary diseases. If mutations are not detected, the embryo is inserted in the woman's uterus, where it can grow into a healthy child.

"We know that an embryo can survive the removal of a single cell. This makes a great ethical difference," says Karl Tryggvason.

The single stem cell is then cultivated on a bed of a human laminin protein known as LN-521 that is normally associated with pluripotent stem cells in the embryo. This allows the stem cell to duplicate and multiply without being contaminated. Previously the cultivation of stem cells has been done on proteins from animals or on human cells, which have contaminated the stem cells through uninhibited production of thousands of proteins.

"We can cultivate the stem cells in a chemically defined, clinical quality environment. This means that one can produce stem cells on a large scale, with the precision required for pharmaceutical production," says Karl Tryggvason.

Embryonic stem cells are pluripotent and can develop into any kind of cell. This means that they can become dopamine producing cells, insulin producing cells, heart muscle cells or eye cells, to name but a few of the hopes placed on cell therapy using stem cells.

"Using this technology the supply of human embryonic stem cells is no longer a problem. It will be possible to establish a bank where stem cells can be matched by tissue type, which is important for avoiding transplants being rejected," says Karl Tryggvason.



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The study has been funded by the Swedish Research Council, the Knut and Alice Wallenberg Foundation, the Söderberg Foundation, AFA Insurance, the Sigrid Juselius Foundation, the EU's Seventh Framework Programme and the Singapore National Medical Research Council. LN-521 has been developed by the Division of Matrix Biology at the Department of Medical Biochemistry and Biophysics (MBB), Karolinska Institutet and is currently marketed by the biotechnology company BioLamina, founded by Karl Tryggvason.



Publication: "Clonal culturing of human embryonic stem cells on laminin-521/E-cadherin matrix in defined and xeno-free environment", Sergey Rodin, Liselotte Antonsson, Colin Niaudet, Oscar E. Simonson, Elina Salmela, Emil M. Hansson, Anna Domogatskaya, Zhijie Xiao, Pauliina Damdimopoulou, Mona Sheikhi, José Inzunza, Ann-Sofie Nilsson, Duncan Baker, Raoul Kuiper, Yi Sun, Elisabeth Blennow, Magnus Nordenskjöld, Karl-Henrik Grinnemo, Juha Kere, Christer Betsholtz, Outi Hovatta and Karl Tryggvason. Nature Communications, online January 27, 2014, doi: 10.1038/ncomms4195.

Website of the journal: http://www.nature.com/ncomms

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miércoles, 12 de febrero de 2014

Hallan el gen que hace envejecer las células madre que regeneran los músculos

Fuente: http://noticias.lainformacion.com/salud/investigacion-medica/hallan-el-gen-que-hace-envejecer-las-celulas-madre-que-regeneran-los-musculos_t8EIfYsumyXONRSb8rn1h7/


Investigadores de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) de Barcelona han hallado el proceso celular que acelera la degeneración muscular en el envejecimiento y han descubierto que inhibiendo uno de los genes de las células madre viejas éstas recuperan capacidad de regeneración.


Aunque el hallazgo no significa conseguir de inmediato el rejuvenecimiento humano, la bióloga molecular y celular e investigadora ICREA de la UPF, Pura Muñoz-Cánoves, ha reconocido que su investigación "es importante" porque abre caminos para saber cómo se produce el envejecimiento.

El trabajo, que publica la revista "Nature", rebate, además, la teoría de estudios científicos norteamericanos que defienden que las células madre no perdían su capacidad regeneradora y es el entorno, los músculos y las fibras, el que envejece y no se puede regenerar.

La investigadora ha explicado que su trabajo, que ha durado cinco años, ha demostrado en ratones que las células madre que se encargan de regenerar los músculos esqueléticos -los que no son de órganos- dañados por accidentes o enfermedades "entran en estado de senescencia o estado de no retorno" a partir de una edad avanzada y dejan de ser capaces de regenerarse.

Hasta ahora, los científicos creían que las células madre de los músculos, que se mantienen en aquiescencia (dormidas o inactivas) si no necesitan regenerar las fibras, mantenían siempre su capacidad regenerativa, y que era su entorno, "el músculo y el ambiente que las rodea", lo que envejecía y por eso no se regeneraba.

Muñoz, que dirige el Grupo de Biología Celular del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud de la UPF, ha explicado que tras experimentar con ratones jóvenes, adultos y de edad muy avanzada (de más de 28 e incluso 32 meses) descubrió que las células madre musculares dejan de tener capacidad regenerativa a partir de los 28 meses en ratones.

"A partir de esa edad avanzada dejan de estar aquiescentes y entran en senescencia, en un punto de no retorno o no despertables".

Pero también descubrieron que, si a estas células madre viejas, le inhibían un gen, el P16, las células encargadas de regenerar los músculos recobraban su vitalidad y volvían a ejercer su función.

"Hemos tenido la paciencia de estudiar durante mucho tiempo el envejecimiento de ratones con edad muy avanzada, teniendo en cuenta que cualquier ratón a partir de los 18 meses ya es viejo", ha explicado la investigadora, que ha contado con la colaboración, entre otros, de Pedro Sousa, Eusebio Perdiguero y Antonio Serrano.

"En los ejemplares de más de 28 meses encontramos, sin esperarlo, con una cosa muy curiosa, que los ratones más viejos tenían una capacidad regenerativa peor que los jóvenes, pero mejor que en los ratones de sólo cuatro meses", ha revelado Muñoz.

La bióloga ha explicado que entonces extrajeron células madre musculares de un ratón joven, de otro adulto y de uno anciano y comprobaron que las del anciano no regeneraban y "estaban en un punto de no retorno y ya no se activaban".

Según la científica, esto sucede también en los humanos a partir aproximadamente de los 75 años, según el envejecimiento de cada persona y los hábitos saludables que haya mantenido.

Al analizar la expresión génica de las células madre musculares, el equipo de Muñoz descubrió genes de senescencia expresados sólo en las células geriátricas, que no estaban en las jóvenes.

Así descubrieron que estas células viejas se podían recuperar y activar de nuevo si se les "silenciaba" un gen concreto.

Al hacerlo, vieron que la célula se regeneraba, revertía su senescencia y descubrieron "que el freno que tenía puesto ya no era irreversible y se revertía un poquito".

Muñoz se ha mostrado "prudente" con su descubrimiento, aunque cree que es extensible, no sólo a los músculos, sino a la capacidad regenerativa de otros tejidos, de la piel e incluso del sistema neuronal, lo que podría ayudar a encontrar nuevas terapias para enfermedades neuromusculares.

La científica, que espera que las farmacéuticas y las biotecnológicas se interesen por su hallazgo, cree que se ha dado un paso importante para "conocer y mejorar la capacidad regenerativa en el envejecimiento", en la medicina deportiva y sobre todo para "plantear hipótesis nuevas" sobre el envejecimiento humano.

Obtención de células madre de manera más rápida

Fuente: http://www.madrimasd.org/blogs/biocienciatecnologia/2014/02/10/132896

Sin genes peligrosos y sin muchas complicaciones metodológicas. Un trascendental trabajo llevado a cabo por científicos japoneses presenta un método sencillo para conseguir células madre. Si el proceso pudiera extrapolarse desde los modelos en ratones a humanos, estaríamos ante una forma segura y simple de obtener células pluripotentes para reparar tejidos u órganos dañados.


Haruko Obokata



Según aparece publicado en dos artículos de la revista Nature, científicos del Riken lab de Kobe, Japón, muestran elegantemente cómo sumergiendo células animales durante media hora en una solución ligeramente ácida, adquieren características de células madre. El potencial real de estas células se comprobó tras ser inyectadas en un embrión de ratón y observar cómo se integraban y crecían en tejidos y órganos a lo largo de todo el animal.

Ratones “creados” con este método tuvieron una longevidad y salud normal. Desde luego, todo el foco científico y mediático se ha girado hacia Japón. Si se confirman los resultados, las reticencias de las células derivadas de embriones o las dudas de seguridad hacia las denominadas inducidas pluripotentes (iPS), podrían desaparecer. Se abre una nueva era en la biología de las células madre, dicen los científicos. Como muchos de los grandes logros de la humanidad, la idea le vino a Haruko Obokata, primera firmante de los trabajos, por casualidad. Al pasar células por un tubo delgado observó cómo encogían hasta el tamaño de células madre. Después estudió diferentes métodos de estrés: calor, privación de alimento y condiciones ácidas. Se comprobó que células sanguíneas blancas obtenidas de ratones recién nacidos podían convertirse en células pluripotentes.

Los mismos resultados se producían con células cerebrales, de piel, músculo, pulmón, hígado o médula ósea. Ahora, una pregunta lógica sería ¿por qué nuestras células, que suelen estar sometidas a estrés, no se transforman habitualmente en células madre?. 



lunes, 10 de febrero de 2014

Nuevos métodos de obtención de células madre

Fuente: http://www.aceprensa.com/articles/hallan-dos-nuevos-metodos-de-crear-celulas-madre/


La semana pasada se publicaron en Nature dos experimentos con los que se han logrado nuevos métodos de obtener células madre. Ambos ofrecen algunas ventajas con respecto a los conocidos hasta ahora, pero dejan sin resolver otras dificultades que impiden la aplicación terapéutica.

El primero sirve para conseguir células madre embrionarias sin destruir embriones. Empieza, como en el diagnóstico genético preimplantatorio, extrayendo una sola célula de las ocho que tiene un embrión de unos tres días. En la reproducción asistida, se examina la célula (a menudo se extraen dos), y si no se encuentran anomalías, se puede implantar el embrión, capaz en principio de seguir desarrollándose con las células restantes.

En el trabajo recién publicado, un equipo dirigido por Karl Tryggvason, del Instituto Karolinska de Suecia, logró un cultivo de células madre embrionarias a partir de la única extraída, mediante la proteína humana LN-521. Este es el adelanto real, pues hasta ahora para hacer proliferar células embrionarias se usan factores de crecimiento animales que las contaminan y las vuelven peligrosas para los pacientes humanos. No destruir embriones ya era posible, pero los que trabajan con embriones humanos nunca se habían preocupado por eso.

Según Tryggvason, su método elimina los reparos éticos al uso de células madre embrionarias, pues el embrión empleado se puede, en teoría –precisa–, implantar en el útero de una mujer y ser gestado. Pero quedan otras cuestiones morales: por qué se crearon in vitro los embriones humanos empleados y si está justificado ponerlos en peligro con la extracción de una célula para beneficio ajeno (pues el análisis genético inutiliza la célula para el cultivo de células madre).

Por otro lado, el procedimiento no elimina del todo el riesgo de alteraciones de las células en el cultivo ni reduce el de que produzcan teratomas cuando se injerten, que es un grave inconveniente de las células embrionarias.

Además, como esas células no proceden del propio paciente –a diferencia de las multipotentes y las pluripotentes inducidas o iPS–, subsiste el problema del rechazo. Para disponer de células madre compatibles con prácticamente cualquier paciente sería necesario emplear muchos embriones genéticamente distintos. Trygvasson estima que harían falta unas 150-200 líneas celulares.


El segundo experimento, de la científica japonesa Haruko Obokata, ha logrado células STAP (“stimulus-triggered acquisition of pluripotency”, o adquisición de pluripotencialidad por estimulación), que son equivalentes a las iPS. El interés está en la manera de inducir la pluripotencialidad en células somáticas. Shinya Yamanaka, el descubridor de las iPS, lo consiguió reprogramándolas mediante la inserción de unos genes por medio de retrovirus. Variantes posteriores mejoran el método original reduciendo el número de genes o empleando vectores menos peligrosos. El descubierto por Obokata es el más sencillo de todos: basta sumergir las células “adultas” en un baño ligeramente ácido durante media hora. También se consigue lo mismo comprimiéndolas, pero el rendimiento es mucho menor.

El sorprendente resultado parece obedecer a que el método desencadena en laboratorio la misma respuesta natural del organismo para reparar heridas causadas por agentes externos. Así, las células STAP, al no ser producto de manipulación genética, son mucho más seguras que las iPS. En efecto, el equipo de Obokata obtuvo células STAP de ratón y las implantó en embriones de ratón, donde generaron distintos tejidos, como las células madre embrionarias. Luego vigiló los animales así nacidos durante dos años, sin que detectara anomalías.

Pero Obokata no ha conseguido por ahora repetir el resultado con células humanas. Y si finalmente lo logra, aún habrá que comprobar con más cuidado que no forman tumores.

Como ocurre siempre en materia de células madre, el descubrimiento es la noticia, pero no el final. Después ha de pasar mucho tiempo hasta saber si las esperanzas creadas se cumplen o se frustran. Hasta hoy, las modestas células madre multipotentes, presentes en el organismo adulto, que solo dan lugar a un limitado número de tejidos, son las únicas que han dado algunos frutos terapéuticos.