jueves, 30 de abril de 2015

First embryonic stem cell therapy safety trial in Asian patients

Fuente: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-04/cp-fes042915.php

A clinical trial in the Republic of Korea for patients with degenerative eye diseases is the first to test the safety of an embryonic stem cell therapy for people of Asian descent. The study, which followed four individuals for a year after they were treated with embryonic stem cell-derived retinal pigment epithelial cells for macular degeneration, observed no serious side effects (tumor growth or other unexpected effects) related to the therapy. The researchers report the results in Stem Cell Reports, the journal of the International Society for Stem Cell Research.

The cells at the edge of the pigmented cluster displayed typical morphology of hRPE cells with light, medium, dark pigmentation status.

"This is mainly a safety study, and the goal is to prevent the progress of disease. So we were pleasantly surprised to see an actual improvement in visual acuity in the patients," says lead author Won Kyung Song of CHA University's Department of Ophthalmology. "However, this is a preliminary result. The positive responses from the patients need to be interpreted cautiously until controlled phase II studies are carried out."

The Korean trial was a collaborative effort between scientists at CHA University and stem cell pioneer Robert Lanza at Ocata Therapeutics (formerly known as Advanced Cell Technology). Lanza previously led a clinical trial in the United States--published November 2014 in the Lancet --that demonstrated embryonic stem cells could be used safely for patients with degenerative eye diseases, but the patient sample was Caucasian with the exception of one African-American.

The patients in both trials either had age-related macular degeneration or Stargardt's macular dystrophy, the leading forms of adult and juvenile blindness in the developed world. Both are currently incurable. An embryonic stem cell-derived retinal cell therapy is an attractive option because they can be used to regrow the retina cells that are lost in both diseases.

"Embryonic stem cells are among the most complex/dynamic clinical therapies ever proposed," Song says. "It is important that the clinical trials are carried out in a safe and responsible fashion."

CHA Biotech Co., Ltd., the sponsor company of this clinical study, is planning to get approval from the Korean Ministry of Food and Drug Safety to carry out phase II clinical trials with Stargardt's macular dystrophy this year and to continue dose escalation with the age-related macular degeneration trial. CHA Biotech Co., Ltd., hopes to get approval to commercialize the therapy in Korea within the next four years.

The research was supported by CHA Biotech Co., Ltd., through a Korea Health Industry Development Institute grant funded by the Ministry of Health & Welfare, Republic of Korea. CHA Biotech Co., Ltd., participated in study design and partial report preparation. Co-author Kyung-Mi Park is an employee of CHA Biotech. Co-authors Hyun Ju Kim and Jae Ho Lee are employees of CHA Biotech and have received stock options.


Stem Cell Reports, Song et al.: "Treatment of Macular Degeneration Using Embryonic Stem Cell-Derived Retinal Pigment Epithelium: Preliminary Results in Asian Patients" http://dx.doi.org/10.1016/j.stemcr.2015.04.005

Study finds that gene therapy can clip out genetic material associated with heart failure

Fuente: http://www.news-medical.net/news/20150430/Study-finds-that-gene-therapy-can-clip-out-genetic-material-associated-with-heart-failure.aspx

Gene therapy can clip out genetic material linked to heart failure and replace it with the normal gene in human cardiac cells, according to a study led by researchers from the Cardiovascular Research Center at Icahn School of Medicine at Mount Sinai. The study is published in Nature Communications.

"Genetic mutations, the small random, changes in the genetic code making up genes, are major culprits in the weakening heart muscle seen in patients with heart failure," says Roger J. Hajjar, MD, Director of the Cardiovascular Research Center of Mount Sinai Heart at Icahn School of Medicine at Mount Sinai. "Our study results reveal that specific forms of heart failure can now be targeted by a new kind of gene therapy that acts as 'molecular scissors' cutting out the mutation and inserting the normal genetic code in its place."

Cardiomyopathies are diseases of weakened heart muscle, which can lead to heart enlargement and heart failure. The conditions are often genetically inherited. A number of inherited gene mutations have been associated with cardiomyopathies, including mutations in the phospholamban (PLN) gene, which is a critical regulator of healthy cardiac cell function and its calcium cycling. Calcium is a critical mineral for heart muscle cells to properly contract and pump blood from the heart to the rest of the body.

The R14del mutation within the PLN gene has been identified in a number of families with genetic heart failure. The mutation is linked to dilated heart muscle, dysfunctional heart muscle contraction, dangerous arrhythmias, and the development of heart failure by middle age.

In the study, the research team collected skin cell samples from a heart failure patient who has the R14del mutation. The skin cells from the patient were then transformed in the laboratory to become induced pluripotent stem cells (iPSCs). These stem cells, which carry the genetics of the heart failure patient, were then differentiated from the skin cells into specialized heart muscle cells called cardiomyocytes (iPSC-CMs), which also carry the patient's genetic history.

Examination of these beating cardiac cells in a laboratory dish confirmed R14del mutation causes common abnormalities linked to heart failure including: improper pumping of calcium within cell compartments which can lead to enlargement of heart muscle tissue, electrical instability which can cause arrhythmias, and molecular markers which can lead to thickening of the heart muscle.

To correct the gene mutation in cardiomyocytes researchers successfully used two novel methods. First, they used a specifically designed transcription activator-like effector nucleases called TALENs to target and eliminate the presence of R14del-associated disease in cardiac cells. This genome engineering technique cut out the diseased gene and replaced it with a normal PLN gene resulting in normally functioning cardiomyocytes.

Secondly, they used an adeno-associated viral-vector (AAV) gene therapy approach with the harmful part of a virus removed to safely target the inside of cardiac cells and knock-down the abnormal PLN gene in cardiac cells and simultaneously express normal PLN gene successfully reversing disease. This method works within the diseased cardiac cells to suppress the expression of the diseased gene and express normal PLN proteins. This gene therapy approach also corrected the functional abnormalities of the cardiac cells.

"Our findings offer potentially new strategies to target and interrupt the disease causing path of the mutation associated with cardiomyopathies and heart failure," says Dr. Hajjar. "Having now corrected this heart failure gene abnormality in human cardiac cells, our research will move forward to further test this approach in vivo in animal and pre-clinical studies. We look forward to eventually testing this gene therapy approach one day to correct the gene abnormality in heart failure patients."

"This is a major breakthrough in molecular medicine and paves the way for future studies in personalized therapy for heart failure patients aiming to specifically correct their defective genes," says study co-author Litsa Kranias, PhD, of the University of Cincinnati, who first discovered the PLN gene R14del mutation in a Greek family.

"This finding has a huge impact for patients with inherited cardiac disease in the Netherlands as around 10 percent of our patients with dilated or arrhythmogenic cardiomyopathy carry this particular founder mutation," says Folkert W. Asselbergs, MD, PhD, FESC, Department of Cardiology, Division Heart & Lungs University Medical Center in Utrecht, Netherlands who provided cardiac cell samples of PLN R14del patients for the research team. The Netherlands population has a high prevalence of this mutation.

Científicos del CNIO descubren que los telómeros de las plantas también juegan un papel clave en su envejecimiento

Fuente: http://noticias.lainformacion.com/ciencia-y-tecnologia/fisiologia/cientificos-del-cnio-descubren-que-los-telomeros-de-las-plantas-tambien-juegan-un-papel-clave-en-su-envejecimiento_tc1Atb7KhZ8l3ZiSQNsQa1/

Investigadores del Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG) y el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) han descubierto que los telómeros, secuencias de ADN situadas en los extremos de los cromosomas cuyo tamaño se ha relacionado con el envejecimiento y el cáncer, también juega un papel relevante en el crecimiento de las plantas. Un hallazgo que, según sus autores, abre la puerta a desarrollar nuevos fármacos.

Desde hace años se conoce el papel de los telómeros en las células de mamíferos, y se sabe que protegen a los cromosomas y aseguran la correcta división celular. Además, se ha visto que las células más "jóvenes" tienen telómeros más largos, y a medida que éstas se dividen, los telómeros se acortan hasta que ya no permiten nuevas divisiones celulares.

Sin embargo, hasta la fecha no se sabía mucho sobre el papel de los telómeros en procesos esenciales de la fisiología de las plantas, como el crecimiento, ya que no se habían desarrollado las tecnologías necesarias para poder visualizar y medir los telómeros a nivel celular en estos organismos.

Sin embargo, el trabajo que publica la revista 'Cell Reports' ha descrito el desarrollo de una innovadora tecnología que ha permitido el seguimiento de los telómeros a nivel celular en plantas, que ha servido para ver por primera vez el papel de estas estructuras en el desarrollo de las plantas y su longevidad.

A diferencia de los animales, las plantas crecen durante toda su vida gracias a los meristemos, tejidos de células indiferenciadas que se hallan en los extremos de los tallos, y al nicho de células madre situado en la base de la raíz. Estos dos órganos son los que proveen a la planta de nuevas células y le permiten crecer a lo largo de toda su vida.

Y según describen los investigadores en el trabajo, las células con telómeros más largos son precisamente las del nicho de células madre y las de los meristemos.

En estas regiones es donde la enzima telomerasa (aquella que permite el alargamiento de los telómeros) está activa, mientras que en tejidos diferenciados como las hojas o las ramas no presenta actividad.

"Vemos que los telómeros y la telomerasa son esenciales para la renovación de las células madre en los meristemos y el crecimiento de la planta", ha explicado Ana Caño, autora del CRAG que ha dirigido el trabajo.

De hecho, según ha explicado, han visto que las plantas sin telomerasa activa, en las que los telómeros se acortan de forma anormal, agotan todas sus reservas de células madre en poco tiempo y dejan de crecer.

Los autores confían en que este hallazgo permitirá investigar por qué los árboles pueden llegar a vivir miles de años, al tiempo que abre nuevas vías para entender el cáncer y el envejecimiento, y buscar nuevos compuestos que los regulen.

"El avance de poder medir los telómeros a nivel celular en plantas es muy importante ya que demuestra la universalidad de la tecnología y de la función de los telómeros, y ofrece la posibilidad de usar plantas para buscar compuestos que regulen los telómeros en células animales, que podrían tener utilidad terapéutica en enfermedades asociadas al envejecimiento, incluido el cáncer", ha añadido María Blasco, directora del CNIO.

En el trabajo, realizado con la raíz de Arabidopsis thaliana, planta modelo de laboratorio, se ha contado con una tecnología innovadora para la visualización de los telómeros en células individuales. Se trata de una adaptación del telomapping, técnica desarrollada por el equipo de María Blasco en el CNIO para estudiar los telómeros en células de mamíferos.

Además, en el trabajo también han participado ingenieros computacionales de La Salle (Universitat Ramon Llull) y físicos de la Universidad de Barcelona (UB), junto con la Universidad de Texas (Estados Unidos).

domingo, 26 de abril de 2015

Investigadores chinos editan los genes del primer embrión humano

Fuente: http://www.technologyreview.es/biomedicina/47330/

Aunque solo han usado embriones anómalos detuvieron la investigación por el escaso éxito de la técnica.

Investigadores chinos han sido los primeros en usar la edición de genes para modificar embriones humanos obtenidos de una clínica de fecundación in vitro. Este logro no está exento de polémica y presenta numerosos dilemas éticos.

El equipo científico compuesto por 16 personas está basado en la Universidad Sun Yat-Sen de Guagzhou, y se propuso ver si podía corregir el defecto genético que produce beta-talasemia, una enfermedad de la sangre, editando el ADN de óvulos fecundados.

El informe del equipo demuestra que el método aún no es preciso, lo que confirma las dudas del mundo de la ciencia en torno a si la edición genética podría ser práctica para usar en embriones humanos, y si llegarán a nacer personas modificadas genéticamente en un futuro próximo.

El informe de los autores apareció el 18 de abril en una revista científica de bajo perfil llamada Protein & Cell. Los autores, encabezados por Junjiu Huang, afirman que existe una necesidad apremiante de mejorar la precisión de la edición genética antes de que se pueda aplicar en la práctica clínica para producir niños con genes reparados por ejemplo.

El equipo no intentó conseguir un embarazo y afirma que, por motivos éticos, solo hicieron las pruebas en embriones anómalos.

"Estos autores han hecho un gran trabajo señalando los desafíos", afirma el investigador de la Fundación de Células Madre de Nueva York (EEUU) en Manhattan, Dieter Egli. "Ellos mismos afirman que este tipo de tecnología no está preparada para ningún tipo de aplicación". El artículo ya había circulado entre investigadores y había despertado preocupaciones al destacar lo cerca que está la ciencia médica de medrar en el repositorio genético humano (ver Los bebés genéticamente perfectos serán posibles pero, ¿también legales?)

El pasado marzo, un grupo de la industria pidió una moratoria de los experimentos de este tipo del que se informa desde China, citando los riesgos y la posibilidad de que abran la puerta a la eugenesia, o de cambiar rasgos no médicos de los embriones, como la altura o la inteligencia (ver La industria pide una moratoria para la manipulación genética en humanos). Otros científicos recomendaron reuniones a alto nivel de expertos, reguladores y expertos en ética para debatir si hay usos aceptables para este tipo de ingeniería (ver Un grupo de científicos pide una cumbre sobre la edición genética en bebés).

El equipo chino ha informado sobre la edición de más de 80 embriones usando una tecnología conocida como CRISPR-Cas9. Aunque tuvieron éxito en algunos casos, en otros la tecnología CRISPR no funcionó o introducía mutaciones inesperadas. Algunos de los embriones acabaron siendo mosaicos, con un gen reparado en algunas células pero no en otras. 

Los padres portadores de beta-talasemia podrían decidir analizar sus embriones fecundados in vitro, escogiendo solo aquellos que no hayan heredado la mutación que produce la enfermedad. Sin embargo, la edición de genes abre la posibilidad de una modificación de la línea germinal, o de reparar permanentemente el gen en un embrión, óvulo o esperma de tal forma que se pase a los descendientes y a generaciones futuras.

Esta idea es objeto de un intenso debate dado que hay quien piensa que el repositorio genético humano es sacrosanto y nunca debería someterse a la alteración tecnológica, ni siquiera por motivos médicos. Otros admiten que la ingeniería de línea germinal podría ser útil algún día, pero que aún hay que hacer muchas pruebas. "No se puede desechar la idea", afirma Egli. "Es muy interesante".

El equipo chino hizo la edición genética en óvulos que se habían fecundado en una clínica de fecundación in vitro pero que eran anómalos porque los habían fecundado dos espermas, no uno. "Los motivos éticos descartan la posibilidad de estudios de edición genética en embriones normales", afirman.

Hay numerosos embriones anómalos disponibles para la investigación, tanto en China como en Estados Unidos. Al menos un centro de genética estadounidense está usando CRISPR en embriones anómalos rechazados por las clínicas de fecundación in vitro. Ese grupo ha descrito algunos aspectos de su trabajo con la condición de que no se le identificara, dado que el procedimiento sigue resultando polémico.

Para hacer reparaciones usando CRISPR se emplea la propia maquinaria de reparación de ADN de la célula para corregir los genes. La tecnología guía una proteína de corte a un punto concreto de la molécula de ADN para cortarla. Si se proporciona una "plantilla de reparación", en este caso una versión correcta del gen de la beta-globina, el ADN se reparará usando la secuencia sana.

El grupo chino afirma que entre los problemas que se han encontrado está el hecho de que algunas veces el embrión ignoraba la plantilla y se reparaba a sí mismo usando genes parecidos de su propio genoma, "dando lugar a mutaciones inapropiadas".

Huang explica que detuvo las investigaciones después de conseguir estos pobres resultados. "Si quieres hacerlo en embriones normales, tienes que tener una fiabilidad cercana al 100%", declaro Huang a Nature News. "Por eso paramos. Creemos que aún está demasiado inmaduro".

Efectividad de la terapia génica en el tratamiento de la inmunodeficiencia combinada grave ligada al X

Fuente: http://revistageneticamedica.com/2015/04/23/terapia-genica-scid-x1/

La inmunodeficiencia combinada grave ligada al X (SCID-X1, por sus siglas en inglés) constituye un desorden hereditario del sistema inmune, casi exclusivo de varones, por el cual los pacientes tienen tendencia a las infecciones recurrentes causadas por agentes infecciosos que no provocarían enfermedad en una persona sana. Por esta razón, una vez detectada los niños se mantienen en un ambiente estéril y protegido, lo que ha dado pie a la denominación de “niños burbuja”.

Una aproximación terapéutica para la enfermedad es llevar a cabo un trasplante de células madre que permitan al paciente producir sus propias células inmunes. Idealmente el trasplante se realiza a partir de donantes compatibles con los que comparten los antígenos leucocitarios humanos – normalmente un familiar cercano. Sin embargo, en ocasiones esto no es posible y se recurre a donantes parcialmente compatibles. Otra posibilidad, es llevar a cabo terapia génica en la que se reparan mutaciones en el gen ILR2G (interleukin 2 receptor, gamma) responsables de causar la enfermedad. En este caso, se toman células de la médula ósea del paciente, se repara el ADN, y se vuelven a introducir en el paciente.

Un estudio publicado en Blood, ha comparado la evolución de los pacientes con SCID-X1 sometidos a trasplante con donantes parciales y los pacientes sometidos a terapia génica, y encontrado que estos últimos desarrollan menos infecciones y hospitalizaciones que los primeros, resultado que podría contribuir a perfilar las mejores opciones terapéuticas para otros pacientes en el futuro.

“Durante la última década, la terapia génica ha emergido como una alternativa viable al trasplante con células madre parcialmente compatibles para los niños con SCID-X1,” indica Fabien Touzot, director del trabajo. “Para asegurar que proporcionamos la mejor terapia alternativa posible queríamos comparar los resultados entre niños tratados con terapia génica y niños que habían recibido trasplante de compatibilidad parcial”.

Los investigadores analizaron la evolución de los dos grupos de pacientes a través del desarrollo del sistema inmune y componentes clínicos como el número de infecciones o de hospitalizaciones. Los resultados indican que los niños del grupo que había recibido terapia génica y en los que se había reparado la presencia de mutaciones en el gen ILRG2, presentaban una mayor recuperación de las poblaciones de linfocitos T y mejor respuesta del sistema inmune, con una recuperación más rápida de las infecciones oportunistas que aquellos que habían sido sometidos a trasplantes con donantes parcialmente compatibles.

Los investigadores indican que si los datos de seguridad del método se confirman a largo plazo, la terapia génica será equiparable o incluso superior a los trasplantes de células madre a partir de donantes compatibles. “Nuestro análisis sugiere que la terapia génica puede poner a estos niños increíblemente enfermos en el camino de defenderse a sí mismos contra la infección de manera más rápida que los trasplantes semi-compatibles,” afirma Touzot. “Estos resultados sugieren que para los pacientes sin un donante perfectamente compatible, la terapia génica es la siguiente mejor aproximación.”

Touzot F, et al. Faster T-cell development following gene therapy compared to haplo-identical hematopoietic stem cell transplantation in the treatment of SCID-X1. Blood. 2015 Apr 13. pii: blood-2014-12-616003.

Una nueva técnica quirúrgica repara el ligamento cruzado y evita el injerto

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20150423/abci-ligamento-rodilla-201504231752.html

Suturar en lugar de implantar. Ningún equipo médico había conseguido de una forma generalizada reparar el ligamento cruzado anterior de la rodilla sin recurrir a un injerto hasta que hace cuatro años un grupo de cirujanos suizos desarrollaron una nueva técnica utilizando el propio ligamento lesionado. Esta técnica experimental, se ha probado ahora con éxito en la Clínica Universidad de Navarra, en Pamplona, y en breve se presentarán los primeros casos en el Congreso Internacional de Rodilla y Artroscopia que se celebra en Madrid. Hasta el momento, la técnica solo se había probado en algunos hospitales de Suiza y de Alemania.

La nueva estrategia consiste en suturar el ligamento con un hilo de polietileno que se introduce a través del fémur y se tensa con la ayuda de un implante colocado en la tibia. Así los cirujanos establecen las condiciones óptimas para que se ponga en marcha la curación natural del ligamento roto. La regeneración del ligamento es promovida por un procedimiento de microfacturas «que posibilita que las células madre del hueso cercano se acerquen para acelerar el proceso de curación del ligamento», describe Andrés Valentí, especialista en Cirugía Ortopédica de la Clínica Universidad de Navarra.

La alternativa convencional en los casos que precisan cirugía pasaba por sustituir el ligamento desgarrado por un tendón extraído del propio paciente o de un donante. «El tiempo de recuperación del paciente con una u otra técnica es similar, quizá solo algo más corto. Pero al conservar el ligamento obtenemos bastantes ventajas: la recuperación es menos dolorosa porque no se extraen sus tendones, no se debilita la rodilla y mantenemos la sensibilidad profunda, lo que se conoce como propiocepción. Es decir, el paciente sigue sintiendo su rodilla como propia», explica Valentí.

Este cirujano, que se ha formado en Suiza para poder aplicar la técnica en España, resalta también cómo la nueva estrategia ha cambiado la filosofía del tratamiento de esta lesión tan común. «No quiere decir que sea la única fórmula para tratarlo a partir de ahora, sino que se ha abierto una nueva puerta para aprovechar la capacidad de cicatrización del ligamento», remarca.

La técnica solo tiene pequeñas limitaciones. No se puede utilizar en lesiones crónicas y existe una ventana de oportunidad para aplicarla de tres semanas desde que se produce el daño. Tampoco sería útil en roturas muy aparatosas, en las que el ligamento está muy desgarrado, aunque esto suele ocurrir muy pocas veces, apunta Valentí.

Las escalas médicas que se aplican para medir el rendimiento de la nueva cirugía indican que la reparación consigue resultados tan buenos como el injerto y las que se utilizan para medir la satisfacción del enfermo confirman que los pacientes están más satisfechos con los resultados de la nueva técnica.

Pacientes como Daniel, un joven de 29 años que se ha convertido en uno de los primeros pacientes tratados en Pamplona. Hace once años se rompió el ligamento cruzado anterior de la rodilla izquierda jugando al fútbol y hace seis meses ha vuelto a sufrir la misma lesión en la rodilla derecha. En la primera lesión le operaron por el procedimiento convencional y ahora con la nueva técnica ya puede comparar los resultados. «En la primera tuve bastantes problemas de infección y rechazo que me obligaron a estar un año y medio sin jugar al fútbol. Con la segunda cirugía, a los cuatro meses ya estaba en el gimnasio, subido en la bicicleta y corriendo».

El ligamento cruzado anterior es fundamental en el control y estabilización de la rodilla. Las lesiones son frecuentes en personas que realizan deportes de contacto o los que exigen pivotar sobre la rodilla, como por ejemplo, el fútbol, el esquí o el baloncesto.

sábado, 25 de abril de 2015

Manipulan ADN en ratones para evitar enfermedades hereditarias

Fuente: http://www.elmundo.es/ciencia/2015/04/24/55398d3a268e3eb4388b4574.html

Científicos españoles y de EEUU proponen aplicar esta técnica en embriones humanos.

Juan Carlos Izpisúa, en su laboratorio.

Los genes determinan las características humanas. Es verdad que la exposición a ciertas sustancias o la adopción de algunos hábitos de vida pueden modificar para bien o para mal lo que dicta nuestro ADN. Sin embargo, la base de nuestro ser está escrita en las letras que conforman el genoma humano. Hoy la revista 'Cell' publica un estudio que demuestra que una pequeña parte de esta esencia puede modificarse con herramientas creadas por el hombre. Así lo constata el grupo liderado por el español Juan Carlos Izpisúa, al demostrar en ratones la eficacia de un sistema para eliminar ADN mutado, lo que permite erradicar la transmisión de enfermedades hereditarias, concretamente las mitocondriales. Pero no sólo eso, este trabajo evidencia por primera vez en un ser vivo que existe la tecnología adecuada para llegar al material genético que lo define y cambiarlo.

El éxito logrado en ratones va a ser inmediatamente probado en humanos. "Ahora lo estamos haciendo en embriones de desecho de técnicas de reproducción", afirma Izpisúa desde su Laboratorio de Expresión Génica en el Instituto Salk, en La Jolla, California. De hecho, otro de los autores de este trabajo, Josep María Campistol, Director Médico del Hospital Clínic, investigador del IDIBAPS y coautor del estudio, ha adelantado que "ya estamos en conversación con los comités éticos del Clínic y del Hospital Sant Joan de Déu, que también ha participado en este trabajo, y con las comisiones pertinentes para ver si conseguimos los permisos en los próximos meses. Nuestro objetivo es demostrar la efectividad de la técnica en humanos y poder ayudar a estas familias para que se elimine el riesgo de que su descendencia sufra enfermedades mitocondriales, que son muy devastadoras".

Las células humanas están formadas por un núcleo, donde reside algo más del 99,8% del ADN, y un citoplasma que alberga una serie de orgánulos, entre ellos las mitocondrias portadoras de algo menos del 0,2% del ADN celular. Es en este último donde a veces se dan una serie de cambios o mutaciones que se transmiten por vía materna y que pueden derivar en una enfermedad mitocondrial. Este tipo de patologías afectan a uno de cada 5.000 niños, aunque se estima que una de cada 200 mujeres podría ser portadora.

Las enfermedades mitocondriales son devastadoras, pues dañan lo que se denomina la central energética de la célula, es decir, la mitocondria. Si ésta no funciona bien, los órganos que más energía necesitan, como el corazón, los músculos o el cerebro, se deterioran de forma irreversible. Por eso, la mayoría de los afectados fallece en su primer año de vida. El drama es que no hay ninguna cura para estos pacientes.

El mes pasado, Reino Unido aprobó una técnica que intenta evitar estas enfermedades manipulando el óvulo (fencundado o no) para generar, lo que se ha denominado informalmente embriones de tres padres. Al óvulo de una mujer portadora de estas mutaciones se le extrae su núcleo, que se coloca en el óvulo de una donante al que previamente se ha extraído también su núcleo y que por tanto solo contiene su envoltura (citoplasma). Con esto se logra que el embrión porte el ADN mitocondrial -y sin mutaciones- de la donante, por eso lo de tres padres. Sin embargo, el método no está exento de riesgos porque requiere una excesiva manipulación celular, que sólo unos pocos laboratorios podrían realizar. Además, al combinar ADN de distinto origen, puede dar lugar a problemas en un futuro. Por último, está el debate ético: muchos se oponen a incluir a una segunda mujer en el proceso de la concepción y el hecho de que la técnica se pueda hacer con un óvulo fecundado que luego se desecha es visto con rechazo por ciertos sectores de la sociedad.

Una alternativa a este procedimiento es la propuesta liderada por Izpisúa que ahora publica 'Cell'. Su grupo ha desarrollado una tecnología basada en la elaboración de proteínas artificiales (un tipo de enzimas denominadas nucleasas) que, al inyectarlas en la célula, se dirigen al ADN mitocondrial alterado y lo eliminan. Sería algo parecido a un imán que se pega sólo al ADN mutado y que con unas tijeras corta solo la zona adherida a ese imán.

Uno de los ovocitos de ratón manipulados. 

"Lo hemos hecho en ratones, que portaban mitocondrias con ADN mutado, y han nacido sanos. Y éstos a su vez han tenido descendencia sin estos problemas y los hijos de estos se han mantenido también sanos. Es decir, no sólo previenes la transmisión a la primera generación sino que erradicas la enfermedad. No es curar sino eliminar la enfermedad. Es un concepto muy importante", explica Izpisúa.

La perfección y seguridad de esta técnica en humanos está por demostrarse. Y, como casi todo en ciencia, tiene sus ventajas y alguna limitación. En el lado positivo está su sencillez, "es super simple y la podrían hacer todas las clínicas de reproducción, porque sólo es inyectar un ARN dentro del ovocito o de un embrión. Y no se necesitan donantes", afirma Izpisúa. Pero, en el otro lado de la balanza, está el hecho de que estas tijeras moleculares no logran destruir todo el ADN mutado sino una proporción importante.

Para Alejandro Ocampo, otro de los autores del estudio, la seguridad en ratones está demostrada. "Las enfermedades mitocondriales sólo se manifiestan cuando los niveles de ADN mitocondrial mutado superan el 60-70% del total. Por lo tanto, aunque nuestra técnica no permita la eliminación de todo el ADN mutado, basta con reducir sus niveles por debajo del porcentaje necesario para que la enfermedad se manifieste·.

"Éste es un trabajo muy bueno, espectacular. Pero si esto lo quisiéramos traspasar a humanos, es muy muy complejo, tiene retos técnicos como el constatar que se corrige el suficiente porcentaje de ese ADN como para evitar la enfermedad y que no se generan otros problemas por la manipulación. Además, también conlleva ciertos aspectos éticos", explica Felipe Prosper, especialista en terapia celular de la Clínica Universidad de Navarra.

La propuesta del grupo de Izpisúa conlleva una manipulación menos agresiva que la aprobada en el Reino Unido (cuyo porcentaje de éxito es muy bajo),"es novedosa y rompedora, permite albergar una esperanza adicional para todas aquellas familias vinculadas a enfermedades de origen mitocondrial", aclara Lluis Montoliu, investigador del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología en Madrid.

A pesar de ser una propuesta menos invasiva y, aparentemente con menos problemas que la técnica que genera embriones de tres padres, no está exenta de recelos éticos. Porque es el primer paso que se da para manipular el ADN en un ser vivo.

"Sabemos que no todos los mamíferos responden de la misma manera ante ciertas intervenciones. Si intervenimos en la línea germinal, puede quedar modificada la dotación genética propia del ser humano. Esto no me preocupa excesivamente. Lo más preocupante es que no se conoce su seguridad", explica Carlos María Romeo Casabona, director de la Cátedra Interuniversitaria de Derecho y Genoma Humano de la Universidad de Deusto, Bilbao, y también miembro del Comité de Bioética de España.

No obstante, la legislación española no impide la posibilidad de investigar la técnica aportada por el grupo de Izpisúa con embriones humanos desechados de los procedimientos de reproducción asistida. "Nuestra normativa lo permitiría pero con una serie de requisitos entre los que están el contar con un informe favorable de la Comisión de Garantías de Células y Tejidos Humanos, de la que yo formo parte", añade Romeo Casabona.

El objetivo principal de Juan Carlos Izpisúa, director del Laboratorio de Expresión Génica en el Instituto Salk, en La Jolla (California, EEUU), es curar enfermedades que afectan a millones de personas. Para ello, un paso fundamental es generar tejidos u órganos listos para trasplantes. "Como de momento las investigaciones con células madre han fracasado en el intento de desarrollar órganos en tres dimensiones, ¿por qué no utilizar el propio cuerpo de un animal para que albergue y genere el órgano humano deseado?". El animal sería el cerdo, que por su tamaño, sería el indicado. El método para lograrlo estaría formado por la técnica que publica Cell, la edición del ADN, junto con la aplicación de células pluripotentes humanas capaces de convertirse en cualquier tejido, algo en lo que está trabajando el investigador español. Básicamente, consistiría en editar el genoma del cerdo para eliminar aquellos genes responsables del desarrollo de un órgano, por ejemplo el hígado, para que el embrión no lo generase y en su lugar inyectar células madre humanas. Éstas, al estar ubicadas en el sitio donde estaría el hígado, se diferenciarían en ese órgano. Es decir, el propio contexto del animal sería suficiente para forzar la transformación de las células pluripotentes a células hepáticas que crecerían hasta formar un hígado humano dentro del cerdo. "Ésa es la finalidad de lo que estamos haciendo", confirma Izpisúa. 

Lanzan el primer banco español de células madre dentales

Fuente: http://www.elmundo.es/economia/2015/04/24/553a7789ca4741f2148b4572.html

Dencells Biomedical Institute lanza el banco de tejidos especializado en pulpa dental y células madre dentales, para terapia celular y medicina regenerativa personalizada.

Dencells Biomedical Institute ha anunciado el lanzamiento del primer banco español de tejidos especializado en pulpa dental y células madre dentales, con el objetivo de ofrecer a sus clientes un uso autólogo eventual en terapia celular y medicina regenerativa personalizada.

Ubicada en el Parque Científico de Murcia, esta empresa ofrece un servicio integral que va desde el transporte y procesado hasta la criopreservación y almacenamiento de células madre dentales. Además, permite conservar las células madre en las mejores condiciones para poder acceder en el futuro a las terapias regenerativas más efectivas con la máxima seguridad, garantía y calidad.

La pulpa de los dientes es un "importante" banco natural de células madre ya que tienen una alta accesibilidad, según reconoció recientemente el catedrático de Histología de la Universidad de Granada Antonio Campos, en una sesión científica de la Real Academia Nacional de Medicina (RANM).

Estas células se pueden obtener de la pulpa dental de los dientes deciduos o "de leche", de dientes que se extraen por indicación del profesional en tratamientos de ortodoncia, de dientes supernumerarios o incluidos, y de los terceros molares o "muelas del juicio" que deban ser extraídos.

Al ser más inmaduras y versátiles, tienen una "mayor viabilidad" y la capacidad de desencadenar menos reacciones inmunológicas adversas que las células madre que provienen de otras fuentes.

Además, la infraestructura de este banco garantiza que el procesado se realiza "en las mejores y más exigentes condiciones para asegurar la viabilidad de la muestra".

viernes, 24 de abril de 2015

Reprogramando la reprogramación

Artículo publicado por Xavier Pujol Gebellí:

La generación de una célula pluripotente a partir de otra somática es un fenómeno ya bien establecido. Eso no significa que sea ni bien conocido ni mucho menos que sea un proceso rutinario en los laboratorios especializados. Como bien señala Pia Cosma, investigadora del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona, hay un “altísimo número” de parámetros y vías biológicas que tienen un papel determinante que aún no se conocen al detalle. Uno de ellos, en el que lleva tiempo trabajando, es cómo se reorganiza la cromatina.

Imagen de la vía molecular definida por el gen Wnt, clave en la reprogramación celular.

Cuando el británico John B. Gurdon y el japonés Shinya Yamanaka recibieron el premio Nobel de Medicina en 2012 por su aportación a la investigación en células madre, la comunidad científica y la opinión pública de todo el globo creyeron estar frente al aldabonazo definitivo que debía permitir el rápido progreso de una de las mayores promesas de la biomedicina. Seis años antes, en 2006, el científico nipón había demostrado que una célula somática, de la piel, por ejemplo, podía desprogramarse hasta alcanzar el estado de célula madre y luego reprogramarse en cualquier tipo celular, desde neuronas a cardiomiocitos pasando por otra cualquier forma. Nacían las células iPS o con pluripotencialidad inducida.

El surgimiento de las nuevas formas celulares dejaba atrás, ni que fuera parcialmente, la agria y larga polémica sobre el uso de células madre embrionarias humanas en investigación y eventuales nuevas terapias. Prácticamente diez años después del descubrimiento de las células iPS, sin embargo, y a pesar del largo camino recorrido, las investigaciones en reprogramación celular aún deben ganar en eficiencia y efectividad. Todavía no puede decirse que la promesa se haya convertido en realidad.

La investigadora Pia Cosma, profesora ICREA en el Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona, lo sabe bien. Desde su laboratorio lidera distintos proyectos que tienen como objetivo principal esclarecer alguno de los aspectos clave de la reprogramación celular y la regeneración de tejidos. Se trata de aspectos básicos, como la reorganización de la cromatina tras la fusión de una célula somática con una célula madre, pero también hay aplicabilidad en sus trabajos, alguno de ellos en fase de estudio preclínico.

Pia Cosma: «Con este descubrimiento se escribe un nuevo paradigma: es un modelo completamente nuevo para explicar cómo se organiza la cromatina e intervenir en el proceso de diferenciación celular.»

La cromatina podría definirse como el conjunto de filamentos de DNA en mayor o menor grado de condensación que se forma durante la división celular y desemboca en la formación de cromosomas. Su función principal es proporcionar la información genética necesaria para que los orgánulos celulares puedan realizar la transcripción y síntesis de proteínas. Asimismo, también conservan y transmiten la información genética contenida en el DNA, duplicando el DNA en la reproducción celular. Es, pues, uno de los elementos clave de la transmisión genética y su conocimiento resulta indispensable para el control de la reprogramación celular.

Este es, precisamente, uno de los principales focos de atención del laboratorio dirigido por Cosma. Su objetivo es demostrar que la fusión de una célula somática con una célula madre, algo que lleva tiempo consiguiéndose con células madre embrionarias, es la mejor vía para reprogramar la primera en distintas formas celulares. Mediante el uso de células iPS se daría el doble fenómeno de desdiferenciación de una célula somática para alcanzar el estado de célula madre pluripotente. El añadido de factores biológicos específicos permitiría derivarla hacia el tipo celular escogido. Dicho de otro modo, la técnica debería permitir, y de hecho así lo hace, reprogramar una célula epitelial en una neurona.

Uno de los grandes problemas, no obstante, es la baja eficiencia que hasta el momento se está logrando con esta técnica, razona la investigadora. Controlar los mecanismos que rigen la formación de cromatina y su transformación en cromosomas podría resultar esencial. Y para ello es menester disponer de un método de visualización de la potencia y la resolución pertinentes.

Diferencia de resolución obtenida gracias a STORM, el nuevo modelo informático desarrollado conjuntamente por CRG e ICFO.

Una reciente colaboración entre el equipo dirigido por Cosma en el CRG junto con el liderado por Melike Lakadamyali en el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), se ha traducido en una potente herramienta para el visionado de la cromatina. Mediante el uso del innovador microscopio de superresolución, una nueva técnica óptica de última generación que recibió el premio Nobel de Química en 2014, Cosma y Lakadamyali han conseguido ver por vez primera, "e incluso contar”, las unidades más pequeñas que forman nuestro genoma. Esto es, los nucleosomas, el primer nivel de organización de los cromosomas y, por tanto, de la cromatina. La repetición periódica de los nucleosomas a lo largo del genoma, define el grado de empaquetamiento o de condensación del DNA durante la división celular. Las investigadoras, a través de métodos computacionales, han definido la arquitectura del genoma a escala nanométrica y han podido ver que los nucleosomas se empaquetan en grupos irregulares a través de la cromatina.

Los métodos computacionales, explica Cosma, han permitido desarrollar un modelo informático con el que simular la cromatina y su organización, el primero de este tipo accesible para la comunidad científica. Comparando células madre y células somáticas ya diferenciadas, se han podido constatar notables diferencias en la arquitectura de la fibra de cromatina de ambas, lo cual "se correlaciona con el nivel de pluripotencia, de modo que cuanto más pluripotente es una célula, menos denso es el empaquetado de los nucleosomas”.

La explicación que da la investigadora de origen italiano es que la densidad de los nucleosomas en la cromatina de las células madre es menor para permitir la integración de factores de transcripción, polímeros y otras moléculas. "Es más plástica, lo que favorece la activación de los genes precisos”. Conociendo esta estructura, por tanto, se puede intervenir para activar o inhibir un determinado gen y, por consiguiente, dirigir la reprogramación celular en el tipo deseado. "Podría decirse que con este descubrimiento se escribe un nuevo paradigma”, enfatiza Cosma. "Es un modelo completamente nuevo para explicar cómo se organiza la cromatina” e intervenir en el proceso de diferenciación celular.

La reprogramación celular es un campo que se encuentra ahora mismo en "franca expansión”, asegura Pia Cosma. Lo achaca sobre todo al "gran impulso mediático” que recibe este prometedor ámbito de la biomedicina desde el descubrimiento de las células iPS y el posterior premio Nobel recibido. Sin embargo, y como bien recuerda, las investigaciones y los primeros éxitos conseguidos se remontan a la década de los años sesenta del siglo pasado. "Es un campo de moda para la opinión pública de todo el mundo.”

Dinámica de la proteína Nanog en el proceso de reporgrmación celular.

Y así es en efecto, al menos en el último decenio. Hay razones para ello. De entrada, la reprogramación celular y todo cuanto rodea a la investigación en células madre lleva implícito un debate ético aún no superado. Por otro lado, no deja de ser la antesala de otro campo que explosionará en los próximos años, el de la regeneración de tejidos. O lo que es lo mismo, una de las grandes promesas de la medicina del futuro, regenerar un corazón dañado, o un cerebro o una médula espinal. Nadie puede asegurar con certeza cómo y cuándo sucederá. Pero tarde diez o veinte años en hacerse realidad, lo que sí es seguro es que moverá ingentes cantidades de dinero. La única opción es estar bien posicionado para cuando llegue el momento.

Mientras, y casi como siempre ocurre en ciencia, de lo que se trata es de ir dando pasos desde el mundo académico y asegurar la protección de la propiedad intelectual pertinente. Lo han hecho Pia Cosma y su colega Melike Lakadamialy para sus respectivos centros con su nuevo modelo informático. Si se cumple su sueño, serán partícipes con beneficios económicos para CRG e ICFO, y eventualmente de alguna empresa del sector farmacéutico o biotecnológico, de la medicina del futuro que ya se escribe en presente.

miércoles, 22 de abril de 2015

Patient's own fat cells transplanted to treat osteoarthritis may be effective

Fuente: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-04/ctco-pof041615.php

Osteoarthritis (OA), a debilitating and painful degenerative disease, strikes an estimated 14 percent of adults 25 years of age and older, a third of adults age 65 and older in the U.S. alone. Those who suffer from OA may one day have a new and effective cell therapy, thanks to a team of Czech researchers who studied the effectiveness of using an OA patient's own adipose (fat) cells in a unique transplant therapy aimed at reducing the symptoms of this prevalent and difficult to treat condition as well as healing some of the damage caused by OA.

The Investigational Review Board of American Naturopathic Research Institute/Naturopathic Oncology Research Institute and local ethics committees-approved study, carried out with 1,114 OA volunteer patients who received autologous (self-donated) fat cell transplants after giving their informed consent, saw their symptoms improved by the therapy. The paper describing the study will be published in a future issue of Cell Transplantation and is currently freely available on-line as an unedited early e-pub at:

"Adipose-derived cells have potential application in a wide range of clinical disorders, including myocardial infarction, stroke, Crohn's disease, multiple sclerosis (MS), rheumatoid arthritis, and breast augmentation and reconstruction" said Dr. Jaroslav Michalek, of the International Consortium for Cell Therapy and Immunotherapy, and a member of a research team from a number of research facilities and organizations in the Czech Republic. "In this study we evaluated the safety and efficacy of freshly isolated autologous stromal vascular fraction cells (SVF cells). We hypothesized that the SVF cell treatment might contribute to cartilage healing."

Dr. Michalek and his colleagues clarified the use of the term SVF cells by noting that many scientific publications use the term adipose tissue as the source of adipose cells, but that the true source of SVF cells is not adipose but the stroma, the loose connective tissue part of the fat typically obtained by liposuction.

The study followed and evaluated 1,114 patients (median age 62, range 19-94 years; 52.8% male) treated with a single dose of SVF cells isolated from lipoaspirate by a patent pending kit (Cellthera). Patients were followed for between 12 and 54 months with a median of 17.2 months of follow-up. Their evaluations were based on pain, non-steroid analgesic usage, limping, extent of joint movement and stiffness before treatment and at three, six, and 12 months. Hip and knee joints were the most common joints treated and some patients had more than one joint treated.

"No serious side effects, systemic infection or cancer was associated with SVF cell therapy," reported the researchers. "Most patients improved gradually three to 12 months after treatment."

The evaluations demonstrated that at least a 75 percent score improvement was noticed in 63 percent of the patients and at least a 50 percent score improvement was documented in 91 percent of the patients after 12 months, said the researchers. Typically patients in the study consumed large amounts of painkillers for their symptoms. Researchers found that painkiller usage declined dramatically after treatment.

"Obesity and a higher grade of OA were associated with slower healing," said Dr. Michalek.

The researchers noted that there are many advantages to using SVF cells over using bone-marrow derived mesenchymal stem cells (MSCs) to treat OA:

  • Adipose tissues are easily obtained through liposuction.
  • They are plentiful and contain approximately a 500-2,500 times higher amount of MSCs than that can be derived from bone marrow.
  • MSCs in bone marrow dramatically decrease with age; the pool of adipose tissue is quite stable over a lifetime.
  • Adipose tissues contain unique cells that suppress inflammatory responses.
  • They do not require in vitro cultivation.
  • SVF cells are ready for immediate use after isolation from adipose tissues.
  • SVF therapy has no serious side effects.

The SVF cell therapy also has advantages over several other OA therapies, said the researchers. For example, treating OA with total joint (replacement) arthroplasty (TJA) may not be feasible for some because of their advanced age or general health status. TJA has also been associated with considerable side effects, including myocardial infarction, stroke, systemic infections and death.

"Autologous stromal vascular fraction cell therapy for degenerative osteoarthritis is safe, cost effective and clinically effective, and can lead to an improved quality of life," concluded the researchers. "However, there is no guarantee that this cell therapy can lead to a definite cure for degenerative OA. Future patients receiving SVF will need longer follow-up to answer questions about durability and long term safety of SVF cell therapy."

"Use of the stromal vascular fraction has recently gained attention for being more effective in ameliorating symptoms of various diseases than adipose-derived stem cells alone," said Dr. David Eve, of the Department of Neurosurgery and Brain Repair at the University of South Florida and associate editor of Cell Transplantation. "The large sample size of this study is commendable and further demonstration of the effectiveness and safety of this cell therapy could be achieved with longer follow-up and further exploration of the mode of action."


Authors: Michalek, J.; Moster, R.; Lukac, L.; Proefrock, K.; Petrasovic, M.; Rybar, J.; Capkova, M.; Chaloupka, A.; Darinskas, A.; Michalek, J. Sr.; Kristek, J.; Travnik, J.; Jabandziev, P.; Cibulka, M.; Holek, M.; Jurik, M.; Skopalik, J.; Kristkova, Z.; Dudasova, Z. Autologous adipose tissue-derived stromal vascular fraction cells application in patients with osteoarthritis Cell Transplant. Appeared or available on-line January 20, 2015.