domingo, 26 de julio de 2015

Un corazón late por sí mismo encima de la mesa

Fuente: http://elpais.com/elpais/2015/07/20/ciencia/1437418015_623850.html


Microcámara cardiaca autoorganizada (en rojo) a partir de células madre.







La literatura ya inventó hace mucho el corazón que late por su cuenta –con El corazón delator de Edgard Allan Poe—, pero la ciencia no había estado a la altura hasta hoy. Un equipo de la Universidad de California en Berkeley ha utilizado una combinación de métodos bioquímicos (genes, moléculas) y biofísicos (formas, tensiones mecánicas) para convertir las células madre derivadas de un paciente en un minicorazón que, esencialmente, se autoensambla, forma sus cámaras y empieza a latir espontánea y coordinadamente.


El corazón es muy similar al que se forma en el feto. Como las células madre de partida están derivadas de la piel de pacientes (son células iPS, o células madre de pluripotencia inducida), el corazón es genéticamente idéntico al paciente en cuestión. Kevin Healy, Bruce Conklin y sus colegas de Berkeley esperan que el miniórgano sirva para estudiar las fases tempranas del desarrollo del corazón, tanto en condiciones normales como patológicas. Y sobre todo para probar baterías enteras de fármacos y evaluar sus efectos sobre el desarrollo cardiaco: una buena forma de saber qué medicamentos puede tomar una embarazada.




Desde las primeras décadas del siglo XX, con el rápido desarrollo de la genética en el laboratorio de Thomas Morgan en Nueva York, el paradigma del desarrollo embrionario se ha basado en los genes, que se activan o reprimen en según qué células del embrión, y en el intercambio de señales químicas entre células vecinas. Pero ya en 1917, el gran biólogo y matemático escocés D’Arcy Thompson advirtió a sus colegas que estaban descuidando otro ángulo de la cuestión: las fuerzas mecánicas o, más en general, las leyes de la física.


Los científicos de Berkeley, que reconocen el precedente de D’Arcy Thompson en la primera línea de su artículo –publicado en Nature Communications—, no solo han utilizado señales químicas para estimular a las células madre a diferenciarse como tejido cardiaco, sino que también les han impuesto guías y restricciones mecánicas, como barreras circulares que no pueden sobrepasar, y que les imponen ciertas geometrías y tensiones que emulan a las del desarrollo del embrión.


En el plazo de un par de semanas, las células se autoorganizan según su posición en el círculo al que han sido restringidas. Las células de la periferia experimentan mayor tensión mecánica, y como consecuencia empiezan a diferenciarse como fibroblastos, las células que forman el tejido conectivo y producen colágeno. Las células del centro, que experimentan poca tensión mecánica, se diferencian como cardiomiocitos, o células del músculo cardiaco.




A partir de esta organización temprana del trabajo, lo que empezó como una simple superficie empieza a autoorganizarse en 3D, formando las cámaras cardiacas en una emulación del proceso de desarrollo normal. “El patrón geométrico confinado provee las pistas bioquímicas y biofísicas que dirigen la diferenciación cardiaca y la formación de microcámaras que laten”, explica el primer autor del trabajo, Zhen Ma, de la Universidad de California en Berkeley.


Como uno de los principales objetivos de estos miniórganos es probar el efecto de los fármacos sobre el desarrollo cardiaco, los autores han expuesto sus minicorazones en proceso de diferenciación a una droga de conocidos (y gravísimos) efectos perjudiciales: la talidomida. Este fármaco, en efecto, utilizado en las dosis terapéuticas típicas sobre los miniórganos, causa un desarrollo anormal de las microcámaras, una contracción muscular deficiente y un ritmo de latido más lento de lo normal. La idea ahora es hacer lo mismo con todo fármaco sospechoso.


“Aquí nos hemos centrado en el desarrollo cardiaco temprano”, explica Healy, “pero los principios básicos para distribuir geométricamente las células madre humanas y después diferenciarlas se puede extender fácilmente a un amplio rango de tejidos para entender la embriogénesis y la morfogénesis (la generación de formas)”. Los investigadores predicen que este tipo de sistemas acabará sustituyendo a los modelos animales para muchos propósitos.

D’Arcy se estará agitando satisfecho en su tumba.


Células 'entrenadas' del sistema inmune logran controlar el mieloma múltiple

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20150720/abci-nature-mieloma-terapia-201507201812.html








La manipulación mediante ingeniería genética de algunas células de nuestro sistema inmunológico abre la puerta para el tratamiento de uno de los cánceres más agresivos, el mieloma múltiple. Lo explica en «Nature Medicine» un equipo de la Universidad de Maryland y de la Universidad de Pensilvania (EE.UU.), y supone una nueva confirmación del valor de la inmunoterapia en el tratamiento del cáncer y una importante prueba de concepto, reconoce Mª Victoria Mateos, del hospital Clínico Universitario de Salamanca. «Este es el primer informe publicado que nos muestra que estas células T específicas son seguras y eficaces en pacientes que expresan NY-ESO-1, un antígeno presente en casi el 60% de los mielomas múltiples y asociado con el crecimiento tumoral y mal pronóstico, pero que también revela una actividad antitumoral y una impresionante persistencia de células T duradera», señala Carl H. June, de la Universidad de Pensilvania (EE.UU.).


En los últimos años, la inmunoterapia se ha convertido en un tratamiento prometedor para ciertos tipos de cáncer. Ahora esta estrategia, que utiliza las propias células inmunes de los pacientes, mediante ingeniería genética para dirigirse a los tumores, ha mostrado un éxito significativo contra el mieloma múltiple, un cáncer de las células plasmáticas que es en muchas ocasiones incurable. El artículo, señala la investigadora española, «pone de manifiesto cómo la inmunoterapia, que ha demostrado ser eficaz en tumores sólidos y enfermedades hematológicas, es también eficaz en mieloma múltiple, segundo tumor hematológico en orden de frecuencia donde la célula protagonista es la célula plasmática, presente en la médula ósea».



En la investigación que ahora se publica, un estudio en fase I/II, los pacientes recibieron una infusión de células inmunes (células T) modificadas genéticamente, aproximadamente 2.400 millones, después de someterse a un trasplante de células madre de sus propias células madre. Y los resultados fueron muy positivos: 16 de los 20 pacientes con enfermedad avanzada presentaron una respuesta clínica significativa.


Los científicos explican que la terapia con células T fue bien tolerada y que las células inmunes modificadas viajaron hasta la médula ósea, donde se ubican los mielomas, y mostraron una capacidad a largo plazo para luchar contra los tumores. «Los datos sugieren que el tratamiento con células T modificadas no solo es seguro, sino que tiene un potencial beneficio clínico para los pacientes con ciertos tipos de mieloma múltiple agresivo», subraya el primer autor, Aaron P. Rapoport. «Nuestros resultados proporcionan una base sólida para futuras investigaciones en el campo de la inmunoterapia celular para el mieloma con el fin de lograr aun mejores resultados para los pacientes».




La relevancia del trabajo es que es la primera vez que se publica el uso de células T modificadas genéticamente para el tratamiento de pacientes con mieloma múltiple. El enfoque, apunta Rapoport, ya se ha utilizado para tratar la leucemia y el linfoma. «La inmunoterapia se lleva investigando en diferentes tumores desde hace más de 50 años», señala la doctora Mateos, pero en esta ocasión se describe un tipo de inmunización pasiva para pacientes con mieloma que «consiste en “optimizar al máximo” los linfocitos T presentes en pacientes con mieloma para “atacar” las células tumorales cuando éstas presentan unos marcadores específicos, NY-ESO-1 y LAGE-1», explica la investigadora.


Los pacientes con mieloma múltiple son tratados con quimioterapia y en muchos casos mediante un trasplante autólogo de células madre, pero las tasas de respuesta a largo plazo son bajas, y la mediana de supervivencia es de tres a cinco años. Un aspecto importante del estudio, explica la investigadora española, es que tras una infusión única, «estos linfocitos T “modificados” se han mantenido hasta 2 años después de la infusión lo que contribuye a la persistencia de la respuesta».


Además, «la mayoría de los pacientes que participaron tuvo un grado significativo de beneficio clínico», señala Rapoport, «incluso aquellos que tuvieron una recaída después de haber logrado una respuesta completa al tratamiento o no tuvieron una respuesta completa habían períodos de control de la enfermedad. Algunos pacientes todavía están en remisión después de casi tres años».



Para la doctora Mateos, el aspecto más relevante de este trabajo es que «el trabajar e investigar en la estimulación de los linfocitos T y células del sistema inmune de los pacientes con mieloma es factible y, por lo tanto las vías de optimización irían encaminadas a no sólo una infusión única, o potenciar esta respuesta inmune propia a través de fármacos inmunomoduladores que contribuyen a estimularla así como identificar antígenos específicos de las células tumorales para potenciar la respuesta».


El mieloma múltiple es un cáncer tratable pero en gran medida incurable. Este estudio revela la promesa de que la inmunoterapia con células T modificadas genéticamente puede impulsar la capacidad de nuestro organismo para atacar el cáncer y proporcionar a los pacientes mejores tratamientos y poder controlar su enfermedad. En este sentido, añade Mateos, el grupo español tiene varios proyectos previstos en esta misma línea.


viernes, 24 de julio de 2015

Investigadores chilenos aíslan células madre del fluido menstrual

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/15261/investigadores-chilenos-aislan-celulas-madre-del-fluido-menstrual/


Investigadores de la Universidad de los Andes (UAndes) (Chile) junto a Cells for Cells (C4C) lograron aislar células madre desde fluido menstrual de mujeres de hasta 49 años de edad, demostrando que la menstruación constituye una fuente de células madre con especial potencial para tratar patologías tanto vasculares como degenerativas.


La investigación, publicada en la revista Stem Cell Research and Therapy, compara estas células madre con aquellas aisladas de médula ósea (la fuente de células madre mesenquimales más conocida) correspondiente a una población de células multipotentes caracterizadas por su potencial de diferenciación a varios tipos de células, como cartílago, hueso y grasa, entre otros.


El estudio, que se desarrolló con el apoyo de Conicyt a través del Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico, Fondef, en el Primer Concurso de Ciencia Aplicada del Programa IDeA, concluyó que las células madre de fluido menstrual presentan superioridad respecto de las de médula ósea en varios aspectos como multiplicación celular, capacidad migratoria hacia el área dañada y capacidad de formar vasos sanguíneos y elementos que forman la sangre.


La doctora Francisca Alcayaga, investigadora de la Universidad de Los Andes y de C4C, y autora principal del paper, detalla que la posibilidad de recolectar mensualmente y obtener grandes cantidades de células con el mismo background genético es importante, teniendo en cuenta que algunos usos clínicos pueden requerir cerca de un millón de células madre por kilo de peso del paciente, y que hay patologías que necesitan transferencia de células madre regularmente.



Este tipo celular, que no presenta dilemas éticos, permite además una extracción rápida y más económica. “Esto abre la puerta a una nueva fuente para aislar células madre de manera no invasiva, sin recurrir a hospitalizaciones o procedimientos quirúrgicos, y, por tanto, en forma indolora y libre de complicaciones”, dice el director de Investigación de C4C, doctor Maroun Khoury.






Los investigadores de la Universidad de Los Andes y de C4C Francisca Alcayaga y Maroun Khoury.






Este estudio es una completa caracterización de las células madre derivadas del fluido menstrual, lo cual permite estudiar su uso en las distintas patologías en las que ya se demostró que otras células madre mesenquimales -como las aisladas de médula ósea- funcionan (por ejemplo, úlceras cutáneas e insuficiencia cardíaca).



C4C y la Universidad de los Andes ya desarrollan estas investigaciones, las cuales podrían derivar en terapias autólogas (usando las células del propio paciente) o alogénicas (usando las células de un donante para distintos pacientes).



Por otro lado, también se desarrollará un estudio epidemiológico para ver el efecto de la obesidad, el tabaquismo y los contraceptivos sobre la calidad de estas células.


Consiguen líneas de células madre sin mutaciones nocivas a partir de pacientes con enfermedades mitocondriales

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/15243/consiguen-lineas-de-celulas-madre-sin-mutaciones-nocivas-a-partir-de-pacientes-con-enfermedades-mitocondriales/es/


Las enfermedades mitocondriales constituyen una clase incapacitante de dolencias que son causadas por alguna de las aproximadamente 200 mutaciones que afectan a los genes de las mitocondrias, pequeñas “centrales eléctricas” ubicadas dentro de casi todas las células del cuerpo. Dependiendo de los genes y tipos de células afectados, las enfermedades de este tipo pueden causar debilidad muscular, enfermedad hepática, diabetes, epilepsia, retraso en el desarrollo o problemas de visión. Las terapias existentes para las enfermedades mitocondriales pueden mitigar sus síntomas o retardar su progreso, pero no pueden curarlas del todo.


Disponer de células sanas de tejido cerebral, muscular, ocular y cardiaco permitiría mejorar de manera drástica la vida de las decenas de miles de personas que sufren enfermedades mitocondriales en el mundo.


Ahora, unos investigadores del Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California, Estados Unidos, han dado un paso más hacia esta meta. Han convertido células de pacientes en células madre sin mutaciones nocivas que luego pueden dar lugar a cualquier tipo de célula.


Si las células de los pacientes tienen una mezcla inicial de mitocondrias sanas y enfermas, se generarán células madre sanas y enfermas. Luego, las células madre con mitocondrias sanas pueden ser seleccionadas. Para algunos pacientes, sin embargo, este método directo no funciona; sus células no tienen mitocondrias suficientes, o no lo bastante sanas, como para poder intentar hacer una selección con alguna probabilidad de éxito.






Los autores del nuevo estudio han generado células madre sanas, a partir de los pacientes con una enfermedad mitocondrial, que se pueden transformar en cualquier tipo de célula incluyendo células progenitoras neuronales (izquierda) o células del corazón (derecha). Éstas podrían ser utilizadas para futuros trasplantes en pacientes.






Así que el equipo de Juan Carlos Izpisúa Belmonte adoptó un enfoque alternativo: Trasladar el núcleo de una célula de la piel del paciente, que contiene la mayor parte de sus genes, al interior de un óvulo donante con mitocondrias sanas. A continuación, se utiliza el nuevo óvulo para generar células madre pluripotentes.


Cuando los investigadores hicieron esto, comprobaron que las mitocondrias sanas se impusieron, y las células sanas, genéticamente similares a las del paciente, se generaron con éxito.






jueves, 23 de julio de 2015

Células madre directas al corazón

Fuente: http://www.diariomedico.com/2015/07/20/area-cientifica/especialidades/cardiologia/investigacion/joven-investigador-ricardo-sanz


Ricardo Sanz trabaja en el Hospital Gregorio Marañón en proyectos de células madre para pacientes con infarto. Considera que las aportaciones de la bioingeniería van a ser decisivas.










Ricardo Sanz Ruiz (Valladolid, 1976) está inmerso en la aplicación de células madre y su administración en la vía intracoronaria en pacientes con infarto agudo de miocardio. Además, este vallisoletano que trabaja en la actualidad en el Servicio de Cardiología del Hospital Gregorio Marañón, de Madrid, defiende que los jóvenes investigadores en España combaten las dificultades que les plantea el contexto investigador actual con dos ingredientes que pueden con todo: ilusión y esfuerzo.



Sanz tiene un amplio abanico de proyectos y líneas de trabajo en marcha. En el terreno clínico, está trabajando en dos estudios en pacientes con infarto agudo de miocardio: BAMI y Caremi. Ambos utilizan la vía intracoronaria para la administración de células madre. El primero de ellos, BAMI, es un ambicioso proyecto financiado por el 7º Programa Marco de la Unión Europea, en el que participan una docena de países europeos y que en España se coordina desde el Hospital Gregorio Marañón.


Se trata del primer ensayo clínico de fase III con células mononucleares autólogas de médula ósea y su importancia radica en que incluirá a 3.000 pacientes para demostrar la eficacia clínica de este tratamiento, con objetivos clínicos duros como mortalidad de origen cardíaco.



Mientras, el estudio Caremi, que también es internacional y se coordina desde el hospital madrileño, se basa en el uso de células madre cardíacas de origen alogénico. "En este caso se trata de un ensayo clínico de fase I/II, en el que se han incluido ya 25 pacientes sin problemas de seguridad (principalmente de rechazo inmune)", apunta.



En una mirada hacia el futuro de la terapia celular y el corazón, Sanz sostiene que los avances van a producirse en tres ámbitos diferenciados. En primer lugar, en la utilización de nuevos productos celulares, manipulados o no, pero mucho más potentes y versátiles, y con vías de administración más sencillas y accesibles. "De esta manera, y una vez actualizadas las guías clínicas de actuación, la terapia celular -y la génica- será fácilmente aplicable en la mayoría de los centros hospitalarios. Incluso tendremos evidencias del beneficio de combinar más de un tipo celular o de aplicarlas de forma repetitiva", asegura.


El segundo punto es que las aportaciones de la bioingeniería serán decisivas, a partir de fuentes naturales o artificiales. "Creo firmemente que a medio plazo dispondremos de materiales biocompatibles, más o menos complejos (geles, parches, incluso válvulas y vasos sanguíneos), listos para su implantación en corazones humanos, repoblados con componentes celulares, y funcionales desde el punto de vista físico, mecánico y eléctrico", vaticina este cardiólogo del Gregorio Marañón, al tiempo que insiste en que "estos tratamientos supondrán una nueva era de la biomedicina para una enorme población de pacientes".


Finalmente, para Sanz también será clave el desarrollo de ensayos clínicos con grandes poblaciones, para ser capaces de demostrar la utilidad clínica real de los diferentes tratamientos y poder modificar las guías de actuación y la práctica clínica habitual.



Sanz, como tantos otros jóvenes investigadores, debe sobreponerse a un contexto adverso, aunque lo afronta con optimismo. "Es cierto que ser investigador en España requiere mucho tiempo y esfuerzo, y más aún para los clínicos. Para nosotros la asistencia diaria de pacientes supone el grueso de nuestra actividad, pero creo que los investigadores jóvenes solventamos esa dificultad con nuestro esfuerzo e ilusión, que es un recurso intangible y a veces no bien reconocido, pero muy poderoso", argumenta, y añade que "la dificultad principal para la investigación en España radica en la financiación, ya que se trata de un país muy afectado por los recortes en sanidad e investigación, y eso ha tenido una gran repercusión en la financiación de proyectos".


En su opinión, no hay que irse fuera de España para poder investigar en el primer nivel, puesto que aquí se hace investigación cardiovascular de primera calidad, tanto básica como preclínica y clínica. "Nuestro talón de Aquiles es la financiación, responsable de la fuga de cerebros, y quizá la falta de una mentalidad definitivamente traslacional en algunos campos, pero en cuanto a preparación de los profesionales, a la búsqueda de soluciones factibles, a la organización eficaz de redes cooperativas de investigación, a las infraestructuras disponibles y desde luego a la ilusión de los investigadores, no tenemos nada que envidiar a otros países".







Ricardo Sanz se licenció en Medicina y Cirugía por la Facultad de Medicina de la Universidad de Valladolid en el año 2000, y es Máster en Metodología de Investigación Clínica por la Universidad Autónoma de Barcelona. Desde 2006 es cardiólogo intervencionista en el Servicio de Cardiología del Hospital Gregorio Marañón y profesor asociado de la Universidad Complutense de Madrid.


Lleva años trabajando en cardiopatía isquémica y en técnicas de intervencionismo coronario percutáneo y estrategias de reperfusión, así como en la insuficiencia cardíaca de diferentes orígenes, pero su trabajo de investigación se centra mayoritariamente en la terapia celular y génica para patología cardiovascular.


"Desde mis comienzos como residente, y siempre bajo la tutela del profesor Francisco Fernández-Avilés, me he implicado mucho en este campo. Pasé un año en el Texas Heart Institute de Houston bajo la dirección de los doctores Perin y Willerson para especializarme en las terapias regenerativas del corazón, sobre todo en las diferentes metodologías de administración percutánea de productos celulares y génicos al corazón". En los últimos 14 años ha participado en varios estudios preclínicos y ensayos clínicos de terapia celular.

miércoles, 22 de julio de 2015

Encuentran nuevos datos sobre las células madres pluripotentes

Fuente: http://www.tendencias21.net/Encuentran-nuevos-datos-sobre-las-celulas-madres-pluripotentes_a40831.html


Un equipo internacional de científicos, con la participación de la Universidad de Granada, ha aportado nuevos datos sobre las células madres pluripotentes, que podrían ayudar a entender las enfermedades inducidas por daño de los tejidos, como el Alzheimer. En concreto, han encontrado un regulador epigenético que permite que la diferenciación de las células se produzca de manera ordenada.



Células madres pluripotentes (verde) en el epiblasto (rojo) de un embrión de ratón en día 3,5 de gestación (azul). 






Un equipo internacional de científicos, en el que participa la Universidad de Granada, ha aportado nuevos datos desconocidos hasta la fecha sobre las células madre pluripotentes, una alternativa muy prometedora para el tratamiento de distintas enfermedades humanas y en especial para enfermedades inducidas por daño o degeneración de los tejidos tales como Alzheimer, Parkinson o infarto cerebral. 


Las células madre pluripotentes no pueden formar un organismo completo, pero sí cualquier otro tipo de célula correspondiente a los tres linajes embrionarios, por lo que pueden regenerar cualquier célula y tejido de un organismo. 


El trabajo, que publica la prestigiosa revista Cell Reports, revela conexiones funcionales muy importantes entre la regulación epigenética del genoma humano, las rutas de señalización celular y el fenómeno de heterogeneidad intercelular en células madre pluripotentes. 


Así, este estudio contribuye a una mejor compresión de las transiciones de linaje celular y revela aspectos desconocidos hasta ahora sobre la biología de células madre, contribuyendo así al desarrollo de distintas aplicaciones de dichas células en terapias humanas. 


David Landeira Frías, investigador del departamento de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial y uno de los autores de este artículo, apunta en la nota de prensa de la universidad que recientes avances en el campo de la biomedicina “permiten reprogramar de manera artificial células del cuerpo de un organismo adulto a un estado de pluripotencia similar al encontrado durante el desarrollo embrionario temprano”.




“Una de las grandes barreras para la aplicación segura y exitosa de esta tecnología a entornos clínicos es la naturaleza heterogénea de las poblaciones de células madre; variaciones funcionales entre células de una misma población generan grandes diferencias en su comportamiento que podría conllevar el fallo de la terapia, e incluso el desarrollo de nuevas enfermedades”, advierte el investigador de la UGR. 


Las denominadas variaciones célula-célula ocurren en células con el mismo genoma y, por tanto, es muy probable que los modulares epigenéticos tengan un papel crítico en la generación de la heterogeneidad funcional. 


Mediante el uso de técnicas punteras en epigenómica, el laboratorio de David Landeira en el Centro de Genómica e Investigación Oncológica (Pfizer-Junta de Andalucía-UGR), en colaboración con el laboratorio de Amanda Fisher, del MRC-Clinical Science Centre en Reino Unido, han analizado la función de un regulador epigenético (Jarid2) en la creación de variabilidad intercelular en poblaciones de células madre pluripotentes. 


Los resultados de la investigación muestran que Jarid2 “es un factor esencial para que las células pluripotentes mantengan una interacción adecuada con las células de su entorno y puedan así llevar a cabo procesos de diferenciación celular de manera eficiente y coordinada”. 


Además, los científicos han demostrado que Jarid2 regula la heterogeneidad y función de las células pluripotentes a través de rutas de señalización tradicionalmente implicadas en diversos tipos de cáncer, por lo que el estudio también es relevante en el contexto de esta enfermedad. 




Recientemente, un equipo de científicos del Salk Institute de La Jolla (California, EEUU), en colaboración, entre otros, con investigadores del Hospital Clínic de Barcelona, la Universidad Católica de Murcia y la Clínica CEMTRO de Madrid han hallado un tipo de células madre caracterizadas por su ubicación en el embrión (específicas de una zona concreta de este) que son capaces de convertirse en cualquier tipo de tejido y que proliferan en laboratorio mejor que las otras. 


Bautizadas como “células madre pluripotentes de región selectiva” (rsPSCs, por sus siglas en inglés), las células halladas presentan unas características que hacen posible su producción a gran escala e incluso su alteración genética (editando su ADN celular). Ambas posibilidades son cruciales para las terapias de sustitución celular, y la regeneración de órganos.




Referencia bibliográfica: 

Células madre para reparar pulmones dañados

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/15219/celulas-madre-para-reparar-pulmones-danados/es/


Colectivamente, enfermedades de las vías respiratorias como el enfisema, la bronquitis, el asma y la fibrosis quística, son algunas de las principales causas de muerte en todo el mundo. Solo en Estados Unidos, más de 35 millones de personas sufren de enfermedades respiratorias crónicas.


Unos científicos han propuesto ahora una nueva dirección que podría, en el futuro, llevar al desarrollo de un método para mitigar estos problemas de salud. Los hallazgos del estudio muestran cómo sería posible utilizar células madre embrionarias para reparar tejidos pulmonares dañados.


La investigación hecha por el equipo de Yair Reisner, del Instituto Weizmann de Ciencia en Israel, empezó con una reflexión acerca del parecido entre dos tipos de células: ciertas células madre que normalmente residen en los pulmones son muy similares a las que se encuentran en la médula ósea. En cada órgano, las células madre, en vez de estar distribuidas por todo el tejido, se hallan concentradas en compartimientos especiales que contienen todas las provisiones que necesitan. Eso hizo pensar a Reisner y sus colegas que podría ser factible trasplantar células madre de médula ósea para reparar tejido pulmonar.


El trasplante de médula ósea se basa en dos principios fundamentales: la capacidad de las células madre de navegar a través de la sangre hasta el compartimento apropiado y el aclarado previo de este último a fin de hacer espacio para las células madre trasplantadas. El equipo de Reisner y Chava Rosen pensó que podía ser posible aplicar estos principios en la introducción de nuevas células madre en los pulmones. Pero antes de que pudieran hacer esto, necesitaban encontrar una fuente de células madre pulmonares adecuadas para trasplante, todo un problema, debido a su escasez.





Se crean continuamente nuevas células pulmonares para reemplazar a las dañadas: tejido pulmonar seis semanas después del trasplante de células madre (izquierda) y 16 semanas después de este (derecha). Las células que se originaron de las células madre trasplantadas son verdes, a diferencia de las células pulmonares nativas, que no tienen color.





El grupo superó este obstáculo utilizando células madre embrionarias de las semanas 20ª a la 22ª. Su investigación mostró que este es el intervalo ideal durante el cual obtener las células: las más jóvenes no han completado el proceso de diferenciación; las más viejas son menos capaces de regenerar los pulmones.


Reisner y sus colegas llevaron a cabo una serie de experimentos en los que despejaron los compartimentos de células madre del pulmón con un nuevo método que habían desarrollado, y después inyectaron las nuevas células madre en modelos de ratón de daño pulmonar. Las células madre embrionarias de pulmón consiguieron encontrar su camino a través de la sangre hasta los pulmones y establecerse en el compartimento apropiado. Transcurridas unas seis semanas, estas células se estaban diferenciando en tejido pulmonar normal. Los pulmones dañados de los ratones sanaron, y su respiración mejoró notablemente.





martes, 21 de julio de 2015

Microcerebros para combatir el autismo

Fuente: http://www.elmundo.es/salud/2015/07/17/55a7fc49268e3ed74c8b459a.html








Como si de una máquina del tiempo se tratara, un consorcio de científicos de la Universidad de Yale (New Haven, EEUU) ha logrado reconvertir células de la piel (ya conformadas) de pacientes con autismo en células madre. Una forma de volver al origen de este trastorno para observar desde las fases iniciales del desarrollo celular en qué momento y de qué manera ocurren las alteraciones genéticas desencadenantes, a las que también hay que poner nombre.




Cabe subrayar, aclaran los autores del estudio, publicado en la revista Cell, que la base genética no es la única responsable de las enfermedades que afectan al desarrollo del cerebro, como el autismo (se sabe, por ejemplo, que tener hijos a una edad avanzada aumenta el riesgo), aunque sí supone una marca significativa e indiscutible. De ahí que identificar los errores genéticos vinculados al autismo sea uno de los grandes retos de la Psiquiatría.




En este campo queda mucho por descubrir. "El autismo es una enfermedad muy compleja y resulta difícil estudiar sobre los procesos de desarrollo en los tejidos humanos", argumenta Flora Vaccarino, una de las investigadoras responsables de este trabajo. Se sabe que el trastorno de espectro autista severo aparece durante el desarrollo cerebral, pero en la mayoría de los casos, en el 80%, se desconoce el punto inicial o la base genética. Recientes estudios de mutaciones genéticas en casos raros de autismo insinúan que el desarrollo de la corteza cerebral en el periodo fetal es anormal en el autismo. A partir de aquí, el equipo de investigación de Yale buscó establecer claramente los errores que suceden en esta fase. Vaccarino y su equipo de científicos seleccionaron cuatro pacientes con este diagnóstico, pero con una peculiaridad que sólo comparte el 20% de los afectados: aquellos que tienen un cerebro de mayor tamaño (macrocefalia).




Después de aislar las células de la piel de dichos participantes (mediante biopsias) y sus padres, en el laboratorio las convirtieron en células madre pluripotentes, creando así una "especie de cerebro en miniatura" u organoide. Las células madre crecieron en un espacio tridimensional, simulando un minicerebro. A continuación, compararon la expresión genética y el desarrollo de los tipos de células entre los pacientes y sus familiares sin autismo. En lugar de "partir de la genética [a través de un análisis de sangre], hemos empezado con la biología de esta enfermedad", puntualiza la autora, profesora de Psiquiatría Infantil y de Neurobiología de la Universidad de Yale.




La línea de investigación de Vaccarino y sus colegas "es muy novedosa, otra forma de obtener información. Un abordaje complementario muy interesante y elegante", señala al comentar este trabajo Carmen Moreno, psiquiatra del programa AMI- TEA del Hospital Universitario Gregorio Marañón de Madrid.




Los denominados "cerebros organoides" de laboratorio apenas miden unos milímetros de diámetro, pero imitan conceptos básicos del desarrollo temprano del cerebro humano, que corresponde aproximadamente a los primeros meses de gestación. Tras analizar los minicerebros, los investigadores descubrieron "que las células de los pacientes se dividen a un ritmo más rápido, que se produjeron más neuronas inhibidoras del control celular y más sinapsis", expone Vaccarino. También observaron un aumento 10 veces mayor en el gen FOXG1, que es importante en el crecimiento y desarrollo temprano de las neuronas en el cerebro embrionario. Los resultados son, tal y como señala la especialista española, "muy coherentes con los últimos avances científicos, que relacionaban la formación de sinapsis, el control de los genes cerebrales y la cromatina con las causas del autismo [según un estudio publicado en Nature a finales de 2014]".




Sorprendentemente, "mediante la regulación de los niveles de expresión FOXG1 en las células neuronales de los pacientes, hemos sido capaces de revertir algunas de las alteraciones neurobiológicas", agrega la investigadora. "De hecho, la corrección de la sobreexpresión FOXG1 impidió la sobreproducción de neuronas inhibidoras en las células del paciente". Además, "también encontramos una relación entre la magnitud de los cambios en la expresión génica y el grado de macrocefalia y la gravedad del paciente". Todo esto sugiere, que "podría ser factible intervenir para restablecer el equilibrio neural [...] FOXG1 podría utilizarse como biomarcador potencial o firma molecular de graves casos de autismo y conducir a nuevas dianas terapéuticas para el tratamiento del autismo".

Células madre pluripotentes como posible terapia para alzhéimer, párkinson e infarto cerebral

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/15213/celulas-madre-pluripotentes-como-posible-terapia-para-alzheimer-parkinson-e-infarto-cerebral/


Un equipo internacional de científicos, en el que participa la Universidad de Granada (España), ha aportado nuevos datos desconocidos hasta la fecha sobre las células madre pluripotentes, una alternativa muy prometedora para el tratamiento de distintas enfermedades humanas y en especial para enfermedades inducidas por daño o degeneración de los tejidos tales como Alzheimer, Parkinson o infarto cerebral.


Su trabajo, que publica la prestigiosa revista Cell Reports, revela conexiones funcionales muy importantes entre la regulación epigenética del genoma humano, las rutas de señalización celular y el fenómeno de heterogeneidad intercelular en células madre pluripotentes.


Así, este estudio contribuye a una mejor compresión de las transiciones de linaje celular y revela aspectos desconocidos hasta ahora sobre la biología de células madre, contribuyendo así al desarrollo de distintas aplicaciones de dichas células en terapias humanas.


David Landeira Frías, investigador del departamento de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial de la Universidad de Granada y uno de los autores de este artículo, apunta que recientes avances en el campo de la Biomedicina “nos permiten reprogramar de manera artificial células del cuerpo de un organismo adulto a un estado de pluripotencia similar al encontrado durante el desarrollo embrionario temprano”.


Así, estas células reprogramadas pluripotentes retienen el potencial para regenerar cualquier célula y tejido de un organismo.











“Una de las grandes barreras para la aplicación segura y exitosa de esta tecnología a entornos clínicos es la naturaleza heterogénea de las poblaciones de células madre; variaciones funcionales entre células de una misma población generan grandes diferencias en su comportamiento que podría conllevar el fallo de la terapia, e incluso el desarrollo de nuevas enfermedades”, advierte el investigador de la UGR.


Las denominadas ‘variaciones célula-célula’ ocurren en células con el mismo genoma y, por tanto, es muy probable que los modulares epigenéticos tengan un papel crítico en la generación de la heterogeneidad funcional.



Mediante el uso de técnicas punteras en epigenómica, el laboratorio de David Landeira en el Centro de Genómica e Investigación Oncológica (GENYO), Pfizer-Junta de Andalucía-UGR, en colaboración con el laboratorio de Amanda Fisher, del MRC-Clinical Science Centre en Reino Unido, han analizado la función de un regulador epigenético (Jarid2) en la creación de variabilidad intercelular en poblaciones de células madre pluripotentes.



Los resultados de la investigación muestran que Jarid2 “es un factor esencial para que las células pluripotentes mantengan una interacción adecuada con las células de su entorno y puedan así llevar a cabo procesos de diferenciación celular de manera eficiente y coordinada”.



Además, los científicos han demostrado que Jarid2 regula la heterogeneidad y función de las células pluripotentes a través de rutas de señalización tradicionalmente implicadas en diversos tipos de cáncer, por lo que el estudio también es relevante en el contexto de esta enfermedad.


lunes, 20 de julio de 2015

Células madre para un alivio duradero del dolor crónico

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/15191/celulas-madre-para-un-alivio-duradero-del-dolor-cronico/


El dolor crónico causado por daños en los nervios que se da en la diabetes tipo 2, por amputación quirúrgica, como consecuencia de la quimioterapia y en otras enfermedades o tratamientos, es muy difícil de mitigar porque se resiste a los analgésicos.



Una investigación reciente proyecta un rayo de esperanza al respecto. En experimentos con ratones, unos científicos de la Universidad Duke, en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, han comprobado que inyecciones de células madre de médula ósea podrían ser capaces de aliviar este tipo de dolor neuropático. Los resultados de la nueva investigación podrían también contribuir al desarrollo o perfeccionamiento de terapias, basadas en células, para tratar otras clases de dolor crónico, incluyendo el de la parte baja de la espalda y el provocado por lesiones de médula espinal.



El equipo de Ru-Rong Ji, profesor de anestesiología y neurobiología en la Escuela de Medicina de la citada universidad, utilizó células madre de una clase conocida como células estromales de médula ósea, de las cuales se sabe que son capaces de producir diversos factores clave para procesos de curación, y a las que se puede inducir a que formen células de la mayoría de las otras clases celulares del cuerpo.



Las células estromales ya se están poniendo a prueba en ensayos clínicos a pequeña escala con personas aquejadas de enfermedades inflamatorias intestinales, lesiones cardíacas y daños por derrame cerebral. También han dado señales de ser prometedoras para el tratamiento del dolor. Sin embargo, no ha estado muy claro de qué modo exacto hacen su valioso trabajo en ese último apartado.



El estudio realizado por Ji y sus colaboradores aporta datos nuevos y esclarecedores al respecto. Ello permitirá mejorar el uso de estas células para tratar el dolor.





Células estromales de médula ósea (en rojo) inyectadas en la médula espinal de ratones con lesiones nerviosas migran al sitio de la lesión y todavía están presentes en él cuatro semanas después del tratamiento.






Los investigadores utilizaron células estromales para tratar ratones aquejados de dolor crónico causado por daños en nervios. Inyectaron las células mediante una punción lumbar, integrándolas en el líquido que baña la médula espinal.



Los ratones tratados con las células estromales de médula ósea fueron mucho menos sensibles a los estímulos dolorosos después de sufrir una lesión en nervios, en comparación con los ratones no tratados.



Este efecto analgésico fue asombroso, en palabras de Ji. "Normalmente, si se aplica un analgésico, se alivia el dolor durante unas horas, o como mucho durante unos pocos días. Pero con las células madre de médula ósea, después de una única inyección vimos un alivio del dolor durante un periodo de entre cuatro y cinco semanas".



Para entender cómo las células madre mitigaron el dolor, los investigadores midieron los niveles de ciertas sustancias antiinflamatorias, a las que anteriormente diversos estudios han relacionado con el dolor, encontrando que uno en particular, TGFB1 (TGF beta 1), estaba presente en mayores cantidades en el líquido cefalorraquídeo de los animales tratados con las células madre, en comparación con los animales no tratados.



La TGFB1 es una proteína que normalmente es emitida por células inmunitarias y es común en todo el cuerpo. Se sabe, por investigaciones previas, que las personas con dolor crónico presentan una escasez significativa de TGFB1.



En el nuevo estudio, la neutralización química de TGFB1 revertió el beneficio analgésico de las células estromales de médula ósea, lo que sugiere que la secreción de esta proteína era una razón fundamental por la cual esas células ayudaron a mitigar el dolor. Inyectar TGFB1 directamente en el líquido de la médula espinal proporciona alivio también, pero solo durante unas pocas horas.



En cambio, las células estromales de médula ósea permanecen en el lugar tanto tiempo como hasta tres meses después de ser inyectadas allí.



Otro aspecto importante es que estas células también son capaces de migrar por su cuenta al punto de la lesión. Ello se debe a que una sustancia emitida desde las células nerviosas dañadas es como una señal de aviso que atrae al lugar a las células estromales de médula ósea.





Study shows possibility of using embryonic stem cells to repair damaged lung tissue

Fuente: http://www.news-medical.net/news/20150715/Study-shows-possibility-of-using-embryonic-stem-cells-to-repair-damaged-lung-tissue.aspx



Collectively, such diseases of the airways as emphysema, bronchitis, asthma and cystic fibrosis are the second leading cause of death worldwide. More than 35 million Americans alone suffer from chronic respiratory disease. Weizmann Institute scientists have now proposed a new direction that could, in the future, lead to the development of a method for alleviating some of their suffering. The study's findings, which appeared in Nature Medicine, show how it might be possible to use embryonic stem cells to repair damaged lung tissue.


The research began with an insight: Certain stem cells that normally reside in the lungs are highly similar to those in the bone marrow. In each organ, the stem cells, rather than being distributed throughout the tissue, are concentrated in special compartments that contain all the provisions that stem cells need. Prof. Yair Reisner of the Weizmann Institute's Immunology Department says: "That understanding suggested to us that we might be able to apply our knowledge of techniques for transplanting bone marrow stem cells to repairing lung tissue."



Bone marrow transplant is based on two main principles: the ability of stem cells to navigate through the blood to the appropriate compartment and the prior clearing out of the compartment to make room for the transplanted stem cells. Reisner and his group thought it might be possible to apply these principles to introducing new stem cells into the lungs. But before they could do this, they needed to find a source of lung stem cells suitable for transplanting - a problem, as they are quite rare.


The group overcame this obstacle by using embryonic stem cells from the 20th -22nd week. Their research showed that this is the ideal time frame in which to harvest the cells: Younger cells have not completed the process of differentiation; older cells are less capable of lung regeneration. The team then conducted a series of experiments in which they cleared the lung's stem cell compartments with a method they had developed, and then the new stem cells were injected into mouse models of lung damage. The embryonic lung stem cells managed to find their way through the blood to the lungs and settle into the proper compartment. By six weeks, these cells were differentiating into normal lung tissue. The damaged lungs healed in the mice, and their breathing improved significantly.


Next, Reisner intends to determine the correct dosage of drugs that are needed to prevent rejection of the transplanted cells, which will be needed following such procedures. "But our real vision, bolstered by this success," says Reisner, "is to create a bank of lung tissue that will be a resource for embryonic lung stem cells." This bank could mean that there is a ready source of cells for repairing the damage in those with severe respiratory disease.


domingo, 19 de julio de 2015

Dental pulp cell transplants help regenerate peripheral nerves

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2015-07-dental-pulp-cell-transplants-regenerate.html


Peripheral nerve injuries often are caused by trauma or surgical complications and can result in considerable disabilities. Regeneration of peripheral nerves can be accomplished effectively using autologous (self-donated) nerve grafts, but that procedure may sacrifice a functional nerve and cause loss of sensation in another part of the patient's body.


Searching for an alternative to autologous nerve grafts (autografts), researchers in Japan transplanted mobilized dental pulp stem cells (MDPSCs) into laboratory rats with sciatic nerve defects to investigate the regenerative capabilities of MDPSCs and to compare the effectiveness of this procedure to what has been called the "gold standard,"- autologous nerve grafts or collagen implants, that were provided to control groups with similar nerve damage. For this study, the dental pulp used was derived easily from discarded teeth following extraction.


The researchers found that the group receiving the MDPSCs demonstrated regeneration of myelinated axons that were significantly higher in density than those resulting for controls that received nerve grafts or collagen.


Their study will be published in a future issue of Cell Transplantation and is currently freely available on-line as an unedited early e-pub.


"The total number of myelinated axons was greatest in the autograft group, followed by the MDPSC group and the collagen group," said study co-author Dr. Misako Nakashima, DDS, PhD, Department of Dental Regenerative Medicine, Center of Advanced Medicine for Dental and Oral Diseases, National Center for Geriatrics and Gerontology Research Institute in Obu, Japan. "The MDPSC group showed increased blood vessel formation, yet there was no statistical difference between the results found in the MDPSC group and the autograft group."


The researchers speculated that the MDPSCs may have had a stimulatory effect on residual Schwann cells (cells involved in many important aspects of peripheral nerve cell biology) through their secretion of neurotrophic factors. In in vitro experiments, the researchers found that MDPSCs had a beneficial effect on Schwann cells. That effect was amplified in in vivo studies.


The researchers concluded that "MDPSCs can contribute to peripheral nerve regeneration by the secretion of neurotrophic and angiogenic factors (factors that promote the formation of new blood vessels) when in close proximity to newly migrated Schwann cells" by regulating their apoptosis (programmed cell death) capability and proliferation.


"We predict that in the near future dental pulp stem cell transplantation may become a possible candidate for taking the place of autologous nerve grafts in peripheral nerve repair and regeneration," said the researchers.


"DPSCs are derived from the neural crest, making them attractive candidates for neural therapy and repair," said Dr. John R. Sladek, Jr., Professor of Neurology, Pediatrics, and Neuroscience, Department of Neurology at the University of Colorado School of Medicine and section editor for Cell Transplantation. "The avoidance of potential ethical issues often associated with the derivation of stem cells is also commendable. In this study, although MDPSCs exceeded autografts in axon density, the autografts had the highest total number of myelinated axons. Thus, comparative effectiveness studies should be conducted to compare cells with different lineages that have been proposed for nerve regeneration in order to determine which cell type yields optimal results. In addition, this study focused on the biological effects of MDPSC transplantation. Further studies should be conducted to ascertain the functional outcomes of this cell therapy for peripheral nerve regeneration."





More information: Yamamoto, T.; Osako, Y.; Ito, M.; Murakami, M.; Hayashi, Y.; Horibe, H.; Iohara, K.; Takeuchi, N.; Okui, N.; Hirata, H.; Nakayama, H.; Kurita, K.; Nakashima, M. Trophic Effects of Dental Pulp Stem Cells on Schwann Cells in Peripheral Nerve Regeneration. Cell Transplant. Appeared or available on-line: April 22, 2015. ingentaconnect.com/content/cog/ct/pre-prints/content-CT-1363_Yamamota_et_al





Journal reference: Cell Transplantation