Utilizan células madre humanas para fabricar el primer miniestómago de laboratorio

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20141029/abci-estomago-celulas-madre-artficial-201410291140.html

Los investigadores han producido organoides gástricos en 3D para estudiar la infección causada por la bacteria H.pylori, la causa principal de la enfermedad de úlcera péptica y cáncer de estómago.

La imagen muestra la formación del estómago en 3D

La carrera para fabricar órganos en el laboratorio que sirvan para tratar y curar muchas enfermedades sigue su curso. Si hace una semana se lograba el primer intestino fabricado a partir de células madre, ahora la revista «Nature» presenta el primer estómago humano de laboratorio. Los investigadores del mismo centro, Hospital Infantil de Cincinnati, han empleado células madre pluripotentes para generar tejido del estómago humano funcional en tres dimensiones en un laboratorio. Y, según sus creadores, será una herramienta que permitirá investigar el desarrollo de un órgano clave en muchas enfermedades, que van desde el cáncer a la diabetes.

A partir de células madre pluripotentes humanas, capaces de convertirse en cualquier tipo de célula, los expertos del Hospital Infantil de Cincinnati, en colaboración con un equipo de la Universidad de Cincinnati (EE.UU.), han fabricado una versión en miniatura del estómago. En concreto han producido mini-estómagos (llamados organoides gástricos) para estudiar la infección causada por la bacteria H.pylori, la causa principal de la enfermedad de úlcera péptica y cáncer de estómago.

Los investigadores destacan que estos organoides gástricos humanos en 3D son una oportunidad para trabajar en el descubrimiento de nuevos fármacos, pero además para profundizar en el desarrollo de las primeras etapas del cáncer de estómago o estudiar algunos de los fundamentos de la diabetes relacionados con la obesidad. Además, apunta Jim Wells, también es la primera vez que los investigadores han producido en 3D el intestino anterior embrionario humano, un punto de partida prometedor para generar otros tejidos de órganos como los pulmones y el páncreas.

«Hasta este estudio nadie había generado células gástricas a partir de células madre pluripotentes humanas –señala Wells-. Además, hemos descubierto la manera de promover la formación de tejido gástrico en tres dimensiones con una arquitectura y composición celular compleja». Y esto, añade, es muy relevante porque las diferencias entre especies en el desarrollo embrionario y la arquitectura del estómago adulto hacen que el modelo de ratón no sea el óptimo para estudiar el desarrollo del estómago humano y sus enfermedades asociadas.

El hallazgo ofrece asimismo la posibilidad de investigar en la identificación de los procesos bioquímicos en el intestino que permiten a los pacientes sometidos a un bypass gástrico curarse de la diabetes antes de tener una disminución de peso significativa. No hay que olvidar la estrecha relación que hay entre la obesidad, la diabetes y el síndrome metabólico, una tríada que es ya una pandemia de salud pública. Y hasta ahora, reconoce Wells, uno de los problemas importantes para abordar estos y otros aspectos de salud relacionados con el estómago ha sido la falta de modelos de laboratorio fiables para simular con precisión la biología humana.

Estómago fabricado en el laboratorio

Tal y como se explica en el artículo de «Nature», la clave para fabricar los organoides gástricos humanos fue identificar los pasos involucrados en la formación normal del estómago durante la fase de desarrollo embrionario. Así, mediante la manipulación de estos procesos normales en una ‘placa Petri’, los científicos fueron capaces de «convencer» a las células madre pluripotentes para que se convirtieran en estómago. Al cabo de un mes, estos pasos promovieron la formación de organoides gástricos humanos en 3D que medían aproximadamente 3 mm de diámetro. Wells y sus colegas también utilizaron este enfoque para identificar qué mecanismo impulsa la formación del estómago normal en los seres humanos con el objetivo de entender qué es lo que va mal cuando el estómago no se forma correctamente.

Gracias a su nuevo estómago los investigadores pudieron descubrir la capacidad infectiva del H.pylori. En apenas 24 horas la bacteria había provocado cambios bioquímicos en el órgano. Los investigadores observaron que los organoides gástricos humanos imitaban fielmente las primeras etapas de la enfermedad gástrica causada por esta bacteria, incluyendo la activación de un gen del cáncer llamado c-Met y la rápida propagación de la infección en los tejidos epiteliales.

Nueva técnica capaz de hacer que se forme un esófago a partir de las células adecuadas

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/11748/nueva-tecnica-capaz-de-hacer-que-se-forme-un-esofago-a-partir-de-las-celulas-adecuadas/

En un primer paso hacia futuras terapias aplicables a pacientes humanos, unos investigadores han mostrado la viabilidad de hacer crecer in vivo tejido del esófago a partir de células de ratón y también humanas.

El esófago así formado se generó en un andamio biodegradable relativamente simple, después de que el equipo de la Dra. Tracy C. Grikscheit, del Instituto Saban de Investigación, perteneciente al Hospital Pediátrico de Los Ángeles (Children’s Hospital Los Angeles), que está adscrito a la Universidad del Sur de California en Estados Unidos, trasplantara células madre progenitoras de ratón y de humano, con especificidad de órgano, a un modelo murino.

Las células progenitoras tienen la habilidad de diferenciarse en tipos específicos de célula, y pueden migrar hacia el tejido en el que son necesarias. Su potencial para diferenciarse depende de su tipo de célula madre “progenitora” y también de su nicho. La técnica descubierta por el equipo de la Dra. Grikscheit requirió solo un polímero simple para llevar las células, y las múltiples agrupaciones celulares muestran la habilidad de generar un órgano de reemplazo con todas las capas celulares y sus funciones.

Los investigadores comprobaron que combinaciones múltiples de poblaciones de células permitían la formación posterior de tejido siguiendo el patrón de desarrollo que se esperaba. Células progenitoras diferentes pueden encontrar la célula “socia” adecuada para poder generar líneas específicas de células de esófago, tales como las musculares, las de epitelio, e incluso las nerviosas, y sin la necesidad de factores de crecimiento exógenos. Esto significa que la ingeniería exitosa de tejidos del esófago es más simple de lo que se asumía.

Tejido de esófago generado con la nueva técnica. 

Los resultados de estos experimentos son alentadores, y quizá un día la técnica se pueda aplicar con éxito a niños que han nacido con porciones ausentes del esófago, un órgano que transporta la comida, líquidos y saliva desde la boca hasta el estómago. El proceso podría ser también usado en pacientes que han sufrido cáncer de esófago, o que tienen el tejido dañado de otras maneras, por ejemplo, por tragar accidentalmente sustancias cáusticas.

Información adicional: 

http://online.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/ten.TEA.2014.0357

Obtienen células madre productoras de toxinas para eliminar células cancerosas

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20141027/abci-cancer-celulas-terapia-cerebro-201410271157.html

Las nuevas células modificadas genéticamente demuestran eficacia en un modelo animal de tumor cerebral.

Células encapsuladas con toxinas (azul) eliminan las células tumorales (verde)

Científicos del Instituto Harvard Stem Cell del Hospital General de Massachusetts han ideado una nueva forma de utilizar las células madre en la lucha contra el cáncer de cerebro. En concreto, el equipo dirigido por el neurocientífico Khalid Shah, quien recientemente demostró el valor de las células madre cargadas con virus de herpes para matar el cáncer, ha modificado mediante ingeniería genética una forma de células madre para que puedan producir y secretar toxinas para que eliminen las células tumorales.

Los investigadores sugieren que las células madre secretoras de estas toxinas se pueden utilizar para erradicar las células cancerosas que quedan en los cerebros de los animales, ratones, después de que se ha eliminado el tumor principal.

Tal y como explican en el último número de la revista «Stem Cells», las células madre se ubican unas cápsulas biodegradables, gracia a lo que se resuelve el importante problema de la administración de las células, algo que ha supuesto el fracaso de los últimos ensayos clínicos centrados en entrega de toxinas dirigidas a eliminar el cáncer en tumores cerebrales. Los resultados positivos han hecho que Shah y su equipo estén actualmente gestionando la aprobación de las autoridades sanitarias de EE.UU. (FDA) para llevar éste y otros enfoques con células madre desarrollados por ellos a ensayos clínicos.

«El uso de toxinas que eliminan el cáncer se ha utilizado con éxito en una variedad de cánceres de la sangre, pero hasta ahora no había funcionado bien en los tumores sólidos debido a que no son tan accesibles y las toxinas tienen una vida media corta», explica Shah.

Shah señala que hace unos años se dieron cuenta que las células madre podrían utilizarse para administrar de forma continua estas toxinas terapéuticas en los tumores cerebrales, «pero primero teníamos que manipular genéticamente las células madre para que no fueran ellas mismas eliminadas por las toxinas», explica. Y ahora, confirma, «ya tenemos células madre resistentes a las toxinas que pueden liberar fármacos y matar así las células tumorales».

Las citotoxinas son mortales para todas las células, pero desde finales de 1990 los investigadores han sido capaces de modificar las toxinas para que únicamente entren en aquellas células cancerosas con moléculas de superficie específicas; por eso, ahora ya es posible obtener una toxina dirigida a estas células tumorales sin que ello plantee un riesgo para las células normales. Y una vez dentro de una célula, la toxina altera su capacidad para producir proteínas y, por ello, al cabo de un tiempo, la célula tumoral comienza a morir.

Sin embargo las células madre diseñadas por el equipo de Shah escapan a este destino porque están hechas con una mutación que no permite que la toxina actué dentro de la célula. Además, las células madre resistentes a la toxina también tienen un código genético diferencial que les permite fabricar y secretar toxinas. Y así, cualquier célula cancerosa que encuentren estas toxinas, al no disponer de estos mecanismos de defensa natural, muere.

En este caso concreto, los investigadores indujeron la resistencia a las toxinas en células madre neurales humanas y posteriormente, las manipularon genéticamente para que produjeran toxinas específicas.

De momento los investigadores han probado estas células madre en un modelo de ratón con cáncer de cerebro, donde se habían extirpado los tumores, para posteriormente implantar la células madre en la cavidad de resección. «Después de múltiples análisis moleculares y de imagen para verificar si se había inhibido la síntesis de proteínas dentro de los tumores cerebrales, vimos que las toxinas mataban a las células cancerosas, lo que suponía un incremento en la supervivencia de los animales».

Los expertos están pensando en combinar su idea con un número de diferentes células madre terapéuticas desarrolladas por su equipo para mejorar sus resultados en modelos de ratón con glioblastoma, el tumor cerebral más común en adultos humanos. Así esperan que las terapias podrían ser utilizadas en ensayos clínicos en los próximos cinco años.

New insight on why people with Down syndrome invariably develop Alzheimer's disease

Fuente: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-10/smri-nio102214.php

Amyloid plaques are found in the brains of people with Down syndrome and Alzheimer's disease.

A new study by researchers at Sanford-Burnham Medical Research Institute reveals the process that leads to changes in the brains of individuals with Down syndrome—the same changes that cause dementia in Alzheimer's patients. The findings, published in Cell Reports, have important implications for the development of treatments that can prevent damage in neuronal connectivity and brain function in Down syndrome and other neurodevelopmental and neurodegenerative conditions, including Alzheimer's disease.

Down syndrome is characterized by an extra copy of chromosome 21 and is the most common chromosome abnormality in humans. It occurs in about one per 700 babies in the United States, and is associated with a mild to moderate intellectual disability. Down syndrome is also associated with an increased risk of developing Alzheimer's disease. By the age of 40, nearly 100 percent of all individuals with Down syndrome develop the changes in the brain associated with Alzheimer's disease, and approximately 25 percent of people with Down syndrome show signs of Alzheimer's-type dementia by the age of 35, and 75 percent by age 65. As the life expectancy for people with Down syndrome has increased dramatically in recent years—from 25 in 1983 to 60 today—research aimed to understand the cause of conditions that affect their quality of life are essential.

"Our goal is to understand how the extra copy of chromosome 21 and its genes cause individuals with Down syndrome to have a greatly increased risk of developing dementia," said Huaxi Xu, Ph.D., professor in the Degenerative Diseases Program at Sanford-Burnham and senior author of the paper. "Our new study reveals how a protein called sorting nexin 27 (SNX27) regulates the generation of beta-amyloid—the main component of the detrimental amyloid plaques found in the brains of people with Down syndrome and Alzheimer's. The findings are important because they explain how beta-amyloid levels are managed in these individuals."

Xu's team found that SNX27 regulates beta-amyloid generation. Beta-amyloid is a sticky protein that's toxic to neurons. The combination of beta-amyloid and dead neurons form clumps in the brain called plaques. Brain plaques are a pathological hallmark of Alzheimer's disease and are implicated in the cause of the symptoms of dementia.

"We found that SNX27 reduces beta-amyloid generation through interactions with gamma-secretase—an enzyme that cleaves the beta-amyloid precursor protein to produce beta-amyloid," said Xin Wang, Ph.D., a postdoctoral fellow in Xu's lab and first author of the publication. "When SNX27 interacts with gamma-secretase, the enzyme becomes disabled and cannot produce beta-amyloid. Lower levels of SNX27 lead to increased levels of functional gamma-secretase that in turn lead to increased levels of beta-amyloid."

Previously, Xu and colleagues found that SNX27 deficient mice shared some characteristics with Down syndrome, and that humans with Down syndrome have significantly lower levels of SNX27. In the brain, SNX27 maintains certain receptors on the cell surface—receptors that are necessary for neurons to fire properly. When levels of SNX27 are reduced, neuron activity is impaired, causing problems with learning and memory. Importantly, the research team found that by adding new copies of the SNX27 gene to the brains of Down syndrome mice, they could repair the memory deficit in the mice.

The researchers went on to reveal how lower levels of SNX27 in Down syndrome are the result of an extra copy of an RNA molecule encoded by chromosome 21 called miRNA-155. miRNA-155 is a small piece of genetic material that doesn't code for protein, but instead influences the production of SNX27.

With the current study, researchers can piece the entire process together—the extra copy of chromosome 21 causes elevated levels of miRNA-155 that in turn lead to reduced levels of SNX27. Reduced levels of SNX27 lead to an increase in the amount of active gamma-secretase causing an increase in the production of beta-amyloid and the plaques observed in affected individuals.

"We have defined a rather complex mechanism that explains how SNX27 levels indirectly lead to beta-amyloid," said Xu. "While there may be many factors that contribute to Alzheimer's characteristics in Down syndrome, our study supports an approach of inhibiting gamma-secretase as a means to prevent the amyloid plaques in the brain found in Down syndrome and Alzheimer's."

"Our next step is to develop and implement a screening test to identify molecules that can reduce the levels of miRNA-155 and hence restore the level of SNX27, and find molecules that can enhance the interaction between SNX27 and gamma-secretase. We are working with the Conrad Prebys Center for Chemical Genomics at Sanford-Burnham to achieve this," added Xu.

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This research was supported in part by US NIH/National Cancer Institute Grant AG038710, AG021173, NS046673, AG030197 and AG044420, and grants from the Alzheimer's Association, the Global Down Syndrome Foundation, the American Health Assistance Foundation and the National Natural Science Foundation of China.

About Sanford-Burnham Medical Research Institute

Sanford-Burnham Medical Research Institute is dedicated to discovering the fundamental molecular causes of disease and devising the innovative therapies of tomorrow. Sanford-Burnham takes a collaborative approach to medical research with major programs in cancer, neurodegeneration and stem cells, diabetes, and infectious, inflammatory, and childhood diseases. The Institute is recognized for its National Cancer Institute-designated Cancer Center, its NIH-designated Neuroscience Center Cores, and expertise in drug discovery technologies. Sanford-Burnham is a nonprofit, independent institute that employs more than 1,000 scientists and staff in San Diego (La Jolla), Calif., and Orlando (Lake Nona), Fla. For more information, visit us at sanfordburnham.org.

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Human skin cells reprogrammed directly into brain cells

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2014-10-human-skin-cells-reprogrammed-brain.html

Scientists have described a way to convert human skin cells directly into a specific type of brain cell affected by Huntington's disease, an ultimately fatal neurodegenerative disorder. Unlike other techniques that turn one cell type into another, this new process does not pass through a stem cell phase, avoiding the production of multiple cell types, the study's authors report. The researchers, at Washington University School of Medicine in St. Louis, demonstrated that these converted cells survived at least six months after injection into the brains of mice and behaved similarly to native cells in the brain. Human skin cells (top) can be converted into medium spiny neurons (bottom) with exposure to the right combination of microRNAs and transcription factors, according to work by Andrew Yoo and his research team. 

Scientists have described a way to convert human skin cells directly into a specific type of brain cell affected by Huntington's disease, an ultimately fatal neurodegenerative disorder. Unlike other techniques that turn one cell type into another, this new process does not pass through a stem cell phase, avoiding the production of multiple cell types, the study's authors report.

The researchers, at Washington University School of Medicine in St. Louis, demonstrated that these converted cells survived at least six months after injection into the brains of mice and behaved similarly to native cells in the brain.

"Not only did these transplanted cells survive in the mouse brain, they showed functional properties similar to those of native cells," said senior author Andrew S. Yoo, PhD, assistant professor of developmental biology. "These cells are known to extend projections into certain brain regions. And we found the human transplanted cells also connected to these distant targets in the mouse brain. That's a landmark point about this paper."

The work appears in the journal Neuron.

The investigators produced a specific type of brain cell called medium spiny neurons, which are important for controlling movement. They are the primary cells affected in Huntington's disease, an inherited genetic disorder that causes involuntary muscle movements and cognitive decline usually beginning in middle-adulthood. Patients with the condition live about 20 years following the onset of symptoms, which steadily worsen over time.

The research involved adult human skin cells, rather than more commonly studied mouse cells or even human cells at an earlier stage of development. In regard to potential future therapies, the ability to convert adult human cells presents the possibility of using a patient's own skin cells, which are easily accessible and won't be rejected by the immune system.

To reprogram these cells, Yoo and his colleagues put the skin cells in an environment that closely mimics the environment of brain cells. They knew from past work that exposure to two small molecules of RNA, a close chemical cousin of DNA, could turn skin cells into a mix of different types of neurons.

In a skin cell, the DNA instructions for how to be a brain cell, or any other type of cell, is neatly packed away, unused. In past research published in Nature, Yoo and his colleagues showed that exposure to two microRNAs called miR-9 and miR-124 altered the machinery that governs packaging of DNA. Though the investigators still are unraveling the details of this complex process, these microRNAs appear to be opening up the tightly packaged sections of DNA important for brain cells, allowing expression of genes governing development and function of neurons.

Knowing exposure to these microRNAs alone could change skin cells into a mix of neurons, the researchers then started to fine tune the chemical signals, exposing the cells to additional molecules called transcription factors that they knew were present in the part of the brain where medium spiny neurons are common.

"We think that the microRNAs are really doing the heavy lifting," said co-first author Matheus B. Victor, a graduate student in neuroscience. "They are priming the skin cells to become neurons. The transcription factors we add then guide the skin cells to become a specific subtype, in this case medium spiny neurons. We think we could produce different types of neurons by switching out different transcription factors."

Yoo also explained that the microRNAs, but not the transcription factors, are important components for the general reprogramming of human skin cells directly to neurons. His team, including co-first author Michelle C. Richner, senior research technician, showed that when the skin cells were exposed to the transcription factors alone, without the microRNAs, the conversion into neurons wasn't successful.

The researchers performed extensive tests to demonstrate that these newly converted brain cells did indeed look and behave like native medium spiny neurons. The converted cells expressed genes specific to native human medium spiny neurons and did not express genes for other types of neurons. When transplanted into the mouse brain, the converted cells showed morphological and functional properties similar to native neurons.

To study the cellular properties associated with the disease, the investigators now are taking skin cells from patients with Huntington's disease and reprogramming them into medium spiny neurons using the approach described in the new paper. They also plan to inject healthy reprogrammed human cells into mice with a model of Huntington's disease to see if this has any effect on the symptoms.

More information: Victor MB, Richner M, Hermanstyne TO, Ransdell JL, Sobieski C, Deng PY, Klyachko VA, Nerbonne JM, Yoo AS. Generation of human striatal neurons by microRNA-dependent direct conversion of fibroblasts. Neuron. Oct. 22, 2014.

Neuronas obtenidas a partir de células de la piel abren una vía para tratar los trastornos del movimiento

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20141022/abci-neuronas-huntington-terapia-201410221222.html

Un equipo de investigadores logran reprogramar células de la piel humanas directamente en neuronas espinosas medianas, un tipo de neuronas implicadas en estos trastornos.

Imagen de las neuronas espinosas medianas

Hasta ahora para reprogramar unas células y convertirlas en otras había que hacer un camino con pasos intermedios. Pero ahora un equipo de científicos ha descrito una forma de convertir directamente las células de piel humana en un tipo específico de célula del cerebro afectada por la enfermedad de Huntington, un trastorno neurodegenerativo fatal. A diferencia de otras técnicas que convierten un tipo de célula a otro, este nuevo proceso no pasa por una fase intermedia de células madre, evitando así la producción de otros tipos de células, informan los autores del estudio en la revista «Neuron».

Los investigadores de la Escuela Universitaria de Medicina de Washington en St. Louis (EE.UU.) han demostrado que las nuevas células convertidas sobrevivieron al menos seis meses después de su inyección en el cerebro de los ratones y se comportaron de manera similar a las células nativas en el cerebro. «No solo las células trasplantadas sobrevivieron en el cerebro del ratón, sino que también mostraron propiedades funcionales similares a las de las nativas», explica el autor principal, Andrew S. Yoo.

Lo que han fabricado en el laborarorio es un tipo específico de células cerebrales llamadas 'neuronas espinosas medianas', que son importantes para controlar el movimiento. Son las principales células afectadas en la enfermedad de Huntington, un trastorno genético heredado que causa movimientos involuntarios de los músculos y el deterioro cognitivo general. Los pacientes viven alrededor de 20 años después de la aparición de los síntomas, y su calidad de vida empeora progresivamente.

El equipo a utilizado células humanas adultas de la piel, en lugar de células de ratón, más estudiadas, o de células humanas en una etapa más temprana de desarrollo. En lo que respecta a posibles futuras terapias, la capacidad de convertir células humanas adultas presenta la posibilidad de usar las propias células de la piel de un paciente, que son fácilmente accesibles y no serán rechazadas por el sistema inmune.

Para reprogramar estas células Yoo y su equipo pusieron las células de la piel en un entorno que imita el ambiente de las células cerebrales. Los expertos sabían por trabajos anteriores que la exposición a dos pequeñas moléculas de ARN podría convertir las células de la piel en una mezcla de distintos tipos de neuronas.

En una célula de la piel, explican los científicos, las instrucciones de ADN para convertirse en una célula cerebral, o cualquier otro tipo de célula, están herméticamente empaquetadas y sin usar. En una investigación previa publicada en la revista «Nature», este equipo ya había mostrado que la exposición a dos microARN -miR-9 y miR-124- modificaba la maquinaria que gobierna el empaquetamiento del ADN. Aunque los investigadores todavía tienen que desentrañar los detalles de este complejo proceso, estos microARNs parecen estar abriendo las secciones herméticamente empaquetadas de ADN importante para que las células se conviertan en células del cerebro, permitiendo la expresión de los genes que regulan el desarrollo y la función de las neuronas.

Andrew Yoo, Michelle Richner y Matheus Victor, autores del trabajo

Sabiendo que la exposición a estos microRNAs podría cambiar las células de la piel en una mezcla de neuronas, los investigadores comenzaron a refinar las señales químicas y a exponer a las células a moléculas adicionales, llamados factores de transcripción, que sabían que estaban presentes en la parte del cerebro donde las 'neuronas espinosas medianas' son comunes. «Creemos que los microRNAs son los que realmente hacen el trabajo más importante -asegura Matheus B. Victor-. Hacen que las células de la piel se conviertan en neuronas, mientras que los factores de transcripción que añadimos guían las células de la piel para convertirse en un subtipo específico, en este caso las neuronas espinosas medianas. Pensamos -añade- que podríamos producir diferentes tipos de neuronas al cambiar distintos factores de transcripción».

Los investigadores han llevado a cabo pruebas para demostrar que las nuevas células cerebrales recién convertidas son y se comportan como neuronas espinosas medianas nativas. Así han visto que expresan genes específicos de las neuronas espinosas medias y no para otros tipos de neuronas. Y cuando se trasplantan en el cerebro del ratón poseen propiedades morfológicas y funcionales similares a las neuronas nativas.

Para estudiar las propiedades celulares asociadas con la enfermedad, los investigadores están obteniendo células de la piel de pacientes con enfermedad de Huntington y reprogramándolas en neuronas espinosas medianas utilizando el enfoque. También planean inyectar células humanas reprogramadas sanas en ratones con un modelo de la enfermedad de Huntington para ver si tiene algún efecto sobre los síntomas.

Más cerca del origen de las células capaces de generar las céulas de la sangre

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/11752/mas-cerca-del-origen-de-las-celulas-capaces-de-generar-a-todas-las-de-la-sangre/es/

Las células madre hematopoyéticas (HSCs, por sus siglas en inglés) pueden dar lugar a todos los otros tipos de células sanguíneas adultas, pero su desarrollo y cómo exactamente se determina su destino han estado envueltos en el misterio desde hace mucho tempo. Una investigación reciente aporta nuevos y reveladores datos sobre una crucial vía de señalización y el papel de proteínas esenciales. Los hallazgos de este estudio podrían ayudar a aclarar cuál es la forma idónea de generar células madre hematopoyéticas a partir de precursores pluripotentes.

El equipo internacional de David Traver, profesor en la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos, se centró en la vía de señalización Notch, un sistema presente en todos los animales y conocido por ser crucial en la generación de células madre hematopoyéticas en vertebrados.

Esta vía de señalización entre células emisoras y células receptoras es fundamental para establecer el destino de las células madre hematopoyéticas durante el desarrollo. Hasta ahora, no se sabía dónde, cuándo y cómo la transducción de señales dependiente de la proteína Notch se llevaba a cabo. Traver y sus colegas han descubierto que la señal Notch es transducida en las células precursoras de células madre hematopoyéticas a partir de células emisoras de señales en los somitos (tejidos embrionarios que contribuirán al desarrollo de las principales estructuras del cuerpo, como el esqueleto, el músculo y los tejidos conectivos) mucho antes en el proceso de lo que se suponía previamente.

En esta imagen, obtenida mediante microscopio electrónico de barrido, se muestran un glóbulo rojo, una plaqueta y un glóbulo blanco, todas ellas células de la sangre.

El hecho de que la señalización Notch se requiera mucho antes que lo que se pensaba implica, entre otras cosas, que puede ser uno de los primeros determinantes del destino de las células madre hematopoyéticas. Este hallazgo sugiere con contundencia que los métodos in vitro para controlar el destino de las células madre hematopoyéticas a partir de las células madre pluripotentes inducidas debe centrarse en la vía Notch en los momentos más tempranos del proceso.

Lo descubierto en este estudio podría tener repercusiones de gran alcance para el posible desarrollo de terapias basadas en células madre hematopoyéticas destinadas a tratar enfermedades como la leucemia y dolencias congénitas de la sangre. Actualmente, no es posible crear células madre hematopoyéticas a partir de la diferenciación de las células madre embrionarias o células madre pluripotentes inducidas (células pluripotentes derivadas artificialmente de células no pluripotentes, tales como células de la piel) que están siendo utilizadas en otras iniciativas de investigación para el desarrollo de nuevas terapias.

Información adicional:

http://www.nature.com/nature/journal/v512/n7514/full/nature13623.html

Crio-Cord ofrece un nuevo test de orina que detecta 111 enfermedades metabólicas

Fuente: http://noticias.lainformacion.com/salud/genetica/crio-cord-ofrece-un-nuevo-test-de-orina-que-detecta-111-enfermedades-metabolicas_ZKCdjYxuPO6eQbfVILoPz3/

El banco de conservación de células madre Crio-Cord distribuye un nuevo test que permite el diagnóstico precoz de hasta 111 enfermedades metabólicas a partir de una gota de orina del niño desde las 48 horas de vida hasta los 5 años.

Se trata del test 'Verity' de Genoma, que permite conocer si va a desarrollar alguna metabolopatía y anticipar así su tratamiento. "'Verity' utiliza tecnología de máxima precisión, uniendo la espectrometría de masas y la cromatografía de gases, sin necesidad de una muestra de sangre del niño", explican.

"Estas patologías son producidas por un defecto genético que ocasiona unas alteraciones bioquímicas en la sangre y orina que son las responsables de las manifestaciones clínicas", afirma el doctor Luis Madero, jefe del Servicio de Oncohematología del Hospital Niño Jesús de Madrid.

Son enfermedades muy raras ya que su incidencia es inferior a un niño afectado por cada 2.000 recién nacidos. No todas son igual de graves pero, por lo general, cuanto más precoz es el inicio más grave es la enfermedad.

Estas enfermedades metabólicas son genéticas, por lo que están ya presentes en los primeros momentos de la vida (aunque muchas de ellas no tienen síntomas en los primeros días). "Esto posibilita que se realice un diagnóstico precoz mediante técnicas de cribado neonatal a un grupo de enfermedades altamente discapacitantes y con riesgo incluso de mortalidad", asegura el doctor Madero.

Un gran avance contra las lesiones medulares

Fuente: http://www.elmundo.es/salud/2014/10/22/5446ac80ca4741eb6e8b456f.html

Darek Fidyka camina con ayuda de un andador tras el trasplante innovador que le ha permitido recuperar la movilidad.

El espectacular éxito del primer paciente paralítico que ha vuelto a caminar, tras un trasplante pionero con células de su bulbo olfatorio, ha provocado múltiples reacciones entre los principales expertos españoles que trabajan en el campo de las lesiones medulares. Por un lado, aplauden la importancia de este avance, pero al mismo tiempo reclaman prudencia para no despertar falsas expectativas.

La glía fue descrita por primera vez por el científico Rudolf Virchow en 1859, como pegamento nervioso. Pero en los últimos 20 años, la visión de estas células ha cambiado notablemente y en esto, algunos científicos españoles han tenido gran parte de culpa. En 1994, un grupo de científicos del Instituto Cajal del CSIC (Madrid), liderado por Manuel Nieto-Sampedro, publicó un artículo en varias revistas internacionales en el que demostraban las virtudes de la glía envolvente, en ratones.

"Nos dimos cuenta de que si se trasplantaban se podía conseguir regeneración nerviosa", expone el propio investigador español. "Son células que se parecen mucho a las llamadas células de Schwann", que están en el sistema nervioso periférico y son las que logran, por ejemplo, regenerar un nervio dañado en el brazo de una persona. Sin embargo, a diferencia de las del bulbo olfativo (la glía envolvente, que se encuentran en el sistema nervioso central), no funcionan en el cerebro, ya que este órgano las aísla.

Además de trabajar muy bien en el cerebro, se puede decir que estas peculiares células también se parecen a las células madre neuronales. Tal y como argumenta Nieto-Sampedro, "pueden dividirse a lo largo de la vida y son capaces de ir allí donde hay un problema, en el sistema nervioso central [...] Son células promotoras del crecimiento, permiten que se generen neuronas continuamente. Producen sustancias que regeneran la médula y restituyen nervios".

Las investigaciones del grupo español, realizadas en ratones, demuestran que "el trasplante de estas células lograban regenerar sensaciones en los brazos y piernas inmóviles y restituían reflejos como el del vaciado de la vejiga (las micciones voluntarias)". Se trata de una célula "bastante universal, por lo que la posibilidad de que funcione en humanos es del 80%-90%". Lo que hace falta "es financiación para desarrollar trabajos en humanos".

La experiencia que publica ahora Geoff Raisman, que "lleva más de 40 años trabajando con la glía envolvente, es la primera con éxito que se logra en humanos", argumenta Nieto-Sampedro, profesor de investigación del CSIC. Aunque cabe aclarar que este trabajo se ha realizado en un paciente cuya médula espinal estaba dañada tras haber sido atravesada por una navaja. "Es más fácil de curar que si la lesión se hubiera producido por una caída desde un andamio. Es más concreta, está más delimitada y definida", remarca el científico del Instituto Cajal.

Por otro lado, el afectado llevaba dos años con la lesión hasta que se le sometió al trasplante celular. "En este tiempo, se forma tejido cicatricial que se convierte en una barrera física, anatómica y funcional". Las células de la cicatriz inhiben el crecimiento de los axones. Sin embargo, "la glía, aparte de regenerar nervios, también tiene la capacidad de neutralizar cicatrices".

"La ventaja que tienen estas microinyecciones con células cultivadas del bulbo olfativo es que son autólogas, es decir, no tienen problema de rechazo. Hay grupos que están llevando a cabo ensayos en humanos en esta línea pero aún sin resultados", señala por su parte Ignacio Pascual, de la Clínica Universidad de Navarra, quien ha trabajado desde 1995 en investigaciones sobre el efecto de estas células en la regeneración nerviosa en ratas.

"El problema del lesionado medular es el ambiente inflamatorio de una serie de moléculas que dificultan la regeneración. Estas células tienen la capacidad de mejorar ese ambiente y por lo tanto permiten reconducir los axones para que vuelvan a crecer conectando con la zona dañada. Hay que individualizar cada caso", explica.

"Esto es un paso más. Se van logrando avances, pero aún no es la panacea para que todo el mundo se pueda beneficiar. En este momento no es un tratamiento que se pueda ofertar a todo el mundo. No hay que crear falsas expectativas, aunque sí es cierto que está habiendo mejoras y esto es solo un camino", afirma Pascual.

Many older people have mutations linked to leukemia, lymphoma in their blood cells

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2014-10-older-people-mutations-linked-leukemia.html

Li Ding, PhD, and colleagues at Washington University's Genome Institute found that many older people have mutations linked to leukemia and lymphoma in their blood cells. 

At least 2 percent of people over age 40 and 5 percent of people over 70 have mutations linked to leukemia and lymphoma in their blood cells, according to new research at Washington University School of Medicine in St. Louis.

Mutations in the body's cells randomly accumulate as part of the aging process, and most are harmless. For some people, genetic changes in blood cells can develop in genes that play roles in initiating leukemia and lymphoma even though such people don't have the blood cancers, the scientists report in Nature Medicine.

The findings, based on blood samples from nearly 3,000 patients, don't mean that people with these genetic mutations are destined to develop a blood cancer. In fact, the vast majority of them won't as the incidence of blood cancers such as leukemia or lymphoma is less than 0.1 percent among the elderly.

"But it's quite striking how many people over age 70 have these mutations," said senior author Li Ding, PhD, of The Genome Institute at Washington University. "The power of this study lies in the large number of people we screened. We don't yet know whether having one of these mutations causes a higher than normal risk of developing blood cancers. More research would be required to better understand that risk."

The researchers analyzed blood samples from people enrolled in The Cancer Genome Atlas project, a massive endeavor funded by the National Cancer Institute and the National Human Genome Research Institute at the National Institutes of Health (NIH). The effort involves cataloguing the genetic errors involved in more than 20 types of cancers.

The patients whose blood was analyzed for the current study had been diagnosed with cancer but were not known to have leukemia, lymphoma or a blood disease. They ranged in age from 10 to 90 at the time of diagnosis and had donated blood and tumor samples before starting cancer treatment. Therefore, any mutations identified by the researchers would not have been associated with chemotherapy or radiation therapy, which can damage cells' DNA.

The researchers, including Genome Institute scientists Mingchao Xie, Charles Lu, PhD, and Jiayin Wang, PhD, zeroed in on mutations that were present in the blood but not in tumor samples from the same patients. Such genetic changes in the blood would be associated with changes in stem cells that develop into blood cells, but not to the same patient's cancer.

They looked closely at 556 known cancer genes. In 341 patients ages 40-49, fewer than 1 percent had mutations in 19 leukemia- or lymphoma-related genes. But among 475 people ages 70-79, over 5 percent did. And over 6 percent of the 132 people ages 80-89 had mutations in these genes.

The researchers noted that nine of the 19 genes were mutated repeatedly, an indicator that the changes drive or initiate the expansion of blood cells with these mutations.

This expansion of cells is clearly not leukemia or lymphoma, the researchers said. It may be a precursor to blood cancers in a small subset of patients, but the study was not designed to predict the future risk of developing these diseases.

The current study likely underestimates the percentage of people with mutations in leukemia and lymphoma genes because the researchers only were able to identify small mutations, not large structural variations or the insertions and deletions of chunks of genetic material.

Still, it would be premature for people to undergo genetic testing to see if they have mutations linked to leukemia and lymphoma as a means to predict their risk of blood cancers.

"We would not want anyone to think they should be screened for these mutations to understand their risk of leukemia or lymphoma," said co-author and leukemia scientist Timothy Ley, MD, the Lewis T. and Rosalind B. Apple Professor of Oncology. "The ability to understand how mutations in these genes increase a person's risk of blood cancers is a long way off, and genetic testing would be of no benefit at this time."

If the researchers repeated the study in tens of thousands of patients and tracked the development of mutations over time, they could more accurately identify the risk of individual mutations or combinations of mutations for the development of leukemia and lymphoma. Such a study is intriguing to contemplate but would take years to complete and require considerable financial resources, Ding said.

More information: Nature Medicine. DOI: 10.1038/nm.3733

Lab-developed intestinal organoids form mature human tissue in mice

Fuente: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-10/cchm-lio101614.php

Study produces unprecedented model to study intestinal diseases.

Researchers have successfully transplanted "organoids" of functioning human intestinal tissue grown from pluripotent stem cells in a lab dish into mice – creating an unprecedented model for studying diseases of the intestine.

Reporting their results online in Nature Medicine, scientists from Cincinnati Children's Hospital Medical Center said that, through additional translational research the findings could eventually lead to bioengineering personalized human intestinal tissue to treat gastrointestinal diseases.

"These studies support the concept that patient-specific cells can be used to grow intestine," said Michael Helmrath, MD, MS, lead investigator and surgical director of the Intestinal Rehabilitation Program at Cincinnati Children's. "This provides a new way to study the many diseases and conditions that can cause intestinal failure, from genetic disorders appearing at birth to conditions that strike later in life, such as cancer and Crohn's disease. These studies also advance the longer-term goal of growing tissues that can replace damaged human intestine."

The scientists used induced pluripotent stem cells (iPSCs) – which can become any tissue type in the body – to generate the intestinal organoids. The team converted adult cells drawn from skin and blood samples into "blank" iPSCs, then placed the stem cells into a specific molecular cocktail so they would form intestinal organoids.

The human organoids were then engrafted into the capsule of the kidney of a mouse, providing a necessary blood supply that allowed the organoid cells to grow into fully mature human intestinal tissue. The researchers noted that this step represents a major sign of progress for a line of regenerative medicine that scientists worldwide have been working for several years to develop.

Mice used in the study were genetically engineered so their immune systems would accept the introduction of human tissues. The grafting procedure required delicate surgery at a microscopic level, according to researchers. But once attached to a mouse's kidney, the study found that the cells grow and multiply on their own. Each mouse in the study produced significant amounts of fully functional, fully human intestine.

"The mucosal lining contains all the differentiated cells and continuously renews itself by proliferation of intestinal stem cells. In addition, the mucosa develops both absorptive and digestive ability that was not evident in the culture dish," Helmrath said. "Importantly, the muscle layers of the intestine also develop."

The new findings eventually could be good news for people born with genetic defects affecting their digestive systems or people who have lost intestinal function from cancer, as well as Crohn's disease and other related inflammatory bowel diseases (IBD).

One of the advantages of using tissue generated from iPSCs is that the treatment process would involve the patient's own tissue, thus eliminating the risk and expense of life-long medications to prevent transplant rejection.

However, the researchers cautioned that it will take years of further research to translate lab-grown tissue replacement into medical practice. In the meantime, the discovery could have other, more immediate benefits by accelerating drug development and the concept of personalized medicine.

The current process for developing new medications depends on a long and imperfect process of animal testing. Promising compounds from the lab are tested in animals bred to mimic human diseases and conditions. Many compounds that prove effective and safe in mice turn out to be unsuccessful in human clinical trials. Others have mixed results, where some groups of patients clearly benefit from the new drug, but others suffer harmful side effects.

Lab-grown organoids have the potential to replace much of the animal testing stage by allowing early drug research to occur directly upon human tissue. Going straight to human tissue testing could shave years off the drug development process, researchers said.

The current study in Nature represents the latest step in years of stem cell and organoid research at Cincinnati Children's, much of which has been led by James Wells, PhD, and Noah Shroyer, PhD. Wells is a scientist in the divisions of Developmental Biology and Endocrinology at Cincinnati Children's and director of the Pluripotent Stem Cell Center. Shroyer is a scientist in the divisions of Gastroenterology, Hepatology & Nutrition and Developmental Biology.

Wells and colleagues first reported success at growing intestinal organoids in the lab in December 2010. Since then, the team has reported similar success at growing organoids of stomach tissue.

Also collaborating were researchers at the Department of Internal Medicine, University of Michigan (Ann Arbor, Mich.)

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Funding support for the study came in part from: the National Institutes of Health (DK092456; U18NS080815; R01DK098350; DK092306; CA142826; R01DK083325; P30 DK078392; UL1RR026314; K01DK091415 P30DK034933; DK094775).

About Cincinnati Children's:

Cincinnati Children's Hospital Medical Center ranks third in the nation among all Honor Roll hospitals in U.S. News and World Report's 2014 Best Children's Hospitals. It is also ranked in the top 10 for all 10 pediatric specialties. Cincinnati Children's, a non-profit organization, is one of the top three recipients of pediatric research grants from the National Institutes of Health, and a research and teaching affiliate of the University of Cincinnati College of Medicine. The medical center is internationally recognized for improving child health and transforming delivery of care through fully integrated, globally recognized research, education and innovation. Additional information can be found at http://www.cincinnatichildrens.org. Connect on the Cincinnati Children's blog, via Facebook and on Twitter.