Crean por primera vez injertos de corazón a partir de células madre humanas

Fuente: http://www.larazon.es/atusalud/crean-por-primera-vez-injertos-de-corazon-a-partir-de-celulas-madre-humanas-KE12703009#.Ttt1AiPdrGs9rVJ

Diferenciación cardíaca de células madre pluripotentes humanas derivadas a cardiomiocitos en la matriz extracelular de un ventrículo descelurarizado.

Investigadores del Hospital General Universitario Gregorio Marañón junto al Instituto de Bioingeniería de Cataluña y en colaboración con dos grupos de los Estados Unidos han creado, por primera vez, injertos de corazón a partir de células madre pluripotentes humanas en un período inferior a un mes. El trabajo ha sido publicado en la revista "Biomaterials", y permitirá avanzar en la recelularización de corazones con células madre específicas de cada paciente.

El Laboratorio de Órganos Bioartificiales del Hospital General Universitario Gregorio Marañón, gracias al acuerdo con la Organización Nacional de Trasplantes, es pionero a nivel mundial en la obtención de corazones decelularizados -sin células del donante- e investigación en la producción de “nuevo” tejido cardiaco formado por células del potencial receptor. En este reciente estudio, los investigadores han sido capaces de repoblar parte del corazón decelularizado, que actúa a modo de andamio, con nuevas células cardíacas obtenidas a partir de técnicas de edición génica en células madre pluripotentes humanas. Estas células pueden diferenciarse hacia todos los tipos celulares de nuestro organismo, en este caso células cardiacas.

Con este tipo de investigaciones se busca que las células madre se conviertan, se diferencien, en células adultas propias del tejido que se quiere reparar. La necesidad del futuro uso de estas células radica en que nuestro cuerpo no es capaz de reparar el órgano tras un ataque al corazón u otro tipo de daño cardíaco.

Las células cultivadas en la matriz decelularizada de corazón humano mostraron un mayor grado de diferenciación cardíaca en comparación con estas mismas células cultivadas en placas de cultivo. Tanto es así que en solo 24 días, los injertos cardíacos humanos presentaban un nivel de maduración y comportamiento eléctrico y mecánico no conseguido hasta la fecha en tejido cardiaco generado en laboratorio.

El Servicio de Cardiología del Hospital Gregorio Marañón ya demostró la funcionalidad de las células sembradas sobre el injerto decelularizado. Con este segundo paso, se ha evidenciado que las especiales propiedades de la matriz decelularizada mejoran la diferenciación de las células madre pluripotentes hacia célula cardiaca. Además, este tipo de des- y recelularización de órganos representa una estrategia prometedora para el desarrollo de órganos biofuncionales que pueden ser utilizados para la detección de nuevos fármacos y el desarrollo de la medicina personalizada.

“Aunque debemos ser prudentes con las expectativas y todavía nos queda mucho trabajo de investigación, la obtención de tejido cardiaco bioartificial nos permitirá tener un banco de injertos listo para un futuro uso en reparación cardiaca, permitiéndonos realizar la tan deseada medicina personalizada, ajustándonos a las necesidades de cada paciente”, asegura Francisco Fernández-Avilés, jefe del Servicio de Cardiología del Hospital Gregorio Marañón.

Este trabajo es fruto de una consolidada colaboración dentro del marco de la Red de Investigación Cardiovascular (RIC), coordinada por el doctor Fernández-Avilés, y la Red de Terapia Celular (TerCel) del Instituto de Salud Carlos III. En el estudio, liderado por investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña y del Hospital General Universitario Gregorio Marañón, también han participado la Universidad de Minnesota, el Texas Heart Institute y el Salk Institute for Biological Studies de los EE.UU., y fue financiado en parte por una subvención del European Research Council.

El trasplante de islotes para tratar la diabetes pierde peso frente a la terapia celular

Fuente: http://www.diariomedico.com/2016/05/23/area-cientifica/especialidades/endocrinologia/el-trasplante-de-islotes-pierde-peso-frente-a-la-terapia-celular

La evolución del protocolo de Edmonton no ha evitado la vuelta a la insulina a corto plazo. Por lo tanto, la investigación de terapias celulares sigue en auge, pero sin fecha para el salto a la clínica.

Ramón Gomis, director del Instituto de Investigaciones August Pi i Sunyer (Idibaps).

Las expectativas que generó el protocolo de Edmonton en 1999 no parecen haberse cumplido, a pesar del empeño de múltiples investigadores en avanzar en esta técnica de trasplante de islotes pancreáticos desarrollada con el objetivo de liberar definitivamente a los pacientes con diabetes tipo 1 de la dependencia a la insulina. Mientras tanto, la investigación con células madre ha avanzado considerablemente en el terreno preclínico, aunque a estas alturas ya casi nadie se atreve a poner un plazo al salto a la clínica.

Uno de los mayores expertos en España en medicina regenerativa aplicada a la diabetes, Ramón Gomis, director del Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer (Idibaps), de Barcelona, resume en pocas palabras los efectos de este tratamiento: "Revierte la diabetes, pero el efecto dura muy poco". Lo cierto es que esta vía no se ha abandonado totalmente, tal y como exponen los autores de una revisión publicada recientemente en Stem Cells International. Thomas Linn y sus colaboradores de la Universidad de Giessen (Alemania) describen el progresivo perfeccionamiento del protocolo inicial, que se ha traducido no sólo en un retraso de la vuelta a las inyecciones de insulina, sino también en una reducción de los páncreas de cadáver necesarios para cada trasplante y en una disminución de las complicaciones secundarias de la diabetes tipo 1, como retinopatía, neuropatía o problemas macrovasculares.

También se han registrado avances en cuanto a la inmunosupresión requerida, aunque, al igual que ocurre con el resto de modalidades de trasplante, aún estamos muy lejos de poder prescindir de ella. Un proyecto europeo, denominado Elastislet, investiga el encapsulamiento de las células beta productoras de insulina en el interior de cápsulas diseñadas a partir de materiales innovadores con el fin de frenar la respuesta inmune posterior al trasplante.

Pero la necesidad de inmunosupresión a largo plazo es sólo uno de los escollos que enumera el equipo de Thomas Linn en su revisión. También hay que considerar la escasez de órganos de cadáver, el riesgo de ataque de los islotes trasplantados por componentes del sistema inmune innato, la necesidad de retrasplantes por la escasa capacidad regenerativa de los islotes y la vuelta a la administración de insulina al cabo de entre uno y cinco años. Por todas estas razones, el grupo alemán propone la búsqueda de otros tratamientos potencialmente definitivos para la diabetes tipo 1, entre los que destaca el empleo de células madre.

Gomis confirma que la investigación de terapias celulares se encuentra en plena ebullición: "Se están consiguiendo resultados muy interesantes y en algún momento saltará la chispa". No obstante, se muestra prudente y reconoce que hay que superar muchos obstáculos e "hilar muy fino para pasar a los estudios en humanos". Por ejemplo, un aspecto crucial es la homogeneidad, que se plasma en la importancia de que "las células sean idénticas en la capacidad de responder al ambiente hipoglucémico". Otro tema clave es la revascularización, es decir "inducir un lecho vascular adecuado" para las células trasplantadas, ya que una revascularización insuficiente lleva a la muerte de las células por apoptosis.

El equipo de Gomis trabaja intensamente tanto en el terreno de la revascularización como en el de los protocolos de diferenciación celular. "Hemos conseguido pasar directamente de fibroblasto humano a célula productora de insulina, sin la fase intermedia de obtener células de pluripotencialidad inducida (iPS)".

En lo que respecta al tipo de célula madre más adecuada, Thomas Linn y sus compañeros se decantan por las células madre adultas mutipotentes porque "pueden extraerse del propio paciente, son menos propensas a la malignización de las células madre embrionarias y ya se han iniciado con éxito ensayos clínicos con ellas". En concreto, apuestan por las células madre mesenquimales, que son células "no hematopoyéticas, multipotentes y autorrenovables".

"Estamos avanzando", concluye Gomis, pero no tan rápido como se esperaba en un principio. "Muchos científicos creían que la medicina regenerativa estaba a la vuelta de la esquina".

Las aplicaciones clínicas aún se encuentran muy lejos, pero los resultados de los abundantes estudios que se publican en revistas de alto impacto pueden tener una utilidad mucho más inmediata: el desarrollo de modelos animales que permitan probar de una forma mucho más certera la eficacia y seguridad de los nuevos fármacos para combatir la diabetes.

Este podría ser el destino de los avances logrados por Douglas Melton, del Instituto de Células Madre de la Universidad de Harvard, en Estados Unidos, y su equipo. El trabajo que publicaron hace una semana en Nature Communications muestra que las células beta obtenidas a partir de células de pacientes con diabetes tipo 1 son funcionales en ratones.

Los investigadores obtuvieron fibroblastos de tres diabéticos, las diferenciaron en células beta y las trasplantaron en un modelo murino, donde desplegaron sus funciones primordiales: la producción de insulina y la regulación de los niveles de glucosa en sangre. Estos resultados se mantuvieron a lo largo de varios meses y las células derivadas de pacientes pasaron la prueba de la comparación -tanto in vitro como in vivo- con células productoras de insulina normales. Ahora será necesario ampliar el número de muestras de afectados para que quede reflejada la diversidad de la patología.

Las terapias con células madre, y entre ellas las encaminadas a curar la diabetes tipo 1, han alimentado las esperanzas de muchos pacientes, a veces sin demasiada base real. La Sociedad Internacional para la Investigación con Células Madre (ISSCR) ha decidido tomar cartas en el asunto con la publicación en Science de unas nuevas guías para contener la exageración de resultados. Los autores de estas recomendaciones reconocen que la especulación optimista "puede ser una fuerza constructiva que ayude a atraer financiación y a construir comunidades de investigación", pero añaden que "el autobombo continuado no puede, en su conjunto, considerarse una fuerza positiva". Por eso, las guías instan a los científicos a evitar las declaraciones optimistas cuando los hallazgos sean preliminares y no se encuentren en la fase clínica. También se recomienda una comunicación al público en la que no se mezcle el lenguaje de la investigación con el de la asistencia sanitaria.

Logran regenerar cartílago hialino con células madre

Fuente: http://www.diariomedico.com/2016/05/20/area-cientifica/especialidades/traumatologia/logran-regenerar-cartilago-hialino-con-celulas-madre

Un grupo de la Clínica Diagonal de Barcelona ha logrado regenerar cartílago hialino con células madre, según los últimos resultados que se han presentado en el Congreso de la Sociedad Catalana de Cirugía Ortopédica y Traumatología.

El equipo de la Clínica Diagonal, de Barcelona.

Los responsables de la Unidad de Biocirugía y Medicina Regenerativa Aplicada de la Clínica Diagonal de Barcelona han logrado regenerar cartílago hialino, con células madre, en pacientes con lesiones articulares o artrosis. El hallazgo se ha presentado en el XXIX Congreso de la Sociedad Catalana de Cirugía Ortopédica y Traumatología (Sccot), celebrado en la capital catalana.

Como ha explicado Daniel Martín Casola, responsable médico de la citada unidad, "hace tres años comenzamos a extraer células progenitoras del hueso de la pelvis y las infiltramos en la articulación a regenerar. Los resultados que hemos obtenidos han sido muy buenos, porque el 100 por ciento de los 44 pacientes que hemos intervenido ha mejorado: los más jóvenes se han recuperado en un 100 por ciento y en los pacientes de más edad el dolor en la articulación ha remitido entre un 60-80 por ciento".

La evidencia de formación de cartílago hialino se confirmó en una cirugía de genu varo, que precisaba de dos intervenciones. "Aprovechando la segunda, introducimos el artroscopio y pudimos ver el cartílago hialino regenerado. Tomamos una muestra, que fue confirmada en laboratorio por anatomía patológica", ha recordado. 30 de los 44 pacientes cuentan un seguimiento de más de ocho meses, plazo en el que se calcula que el cartílago comienza a estar regenerado e impactado.

Para realizar este tipo de intervenciones es preciso disponer de un equipo multidisciplinar formado por el equipo quirúrgico y de traumatología y, para el tratamiento celular, un bioingeniero y un biólogo. "Es importante señalar que nosotros no reproducimos las células, no hacemos cultivo celular. Únicamente las manipulamos durante una media hora, porque son células muy sensibles fuera del cuerpo humano, que cambian el fenotipo cuando están fueran de su ambiente", ha indicado Martín, que se plantea publicar los resultados tras la primera presentación en el congreso de la Sociedad Catalana de Cirugía Ortopédica y Traumatología.

Obtienen injertos de corazón funcionales a partir de células madre pluripotentes humanas

Fuente: http://www.diariomedico.com/2016/05/18/area-cientifica/especialidades/cardiologia/obtienen-injertos-de-corazon-funcionales-a-partir-de-celulas-madre-pluripotentes-humanas

Este avance en el campo de la regeneración cardíaca abre la puerta a nuevos proyectos de investigación orientados a desarrollar corazones bioartificiales repoblados con células madre específicas de cada paciente.

Células similares a cardiomiocitos derivadas de células madre pluripotentes humanas.

Un grupo del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y el Hospital General Universitario Gregorio Marañón, de Madrid, en colaboración con la Universidad de Minnesota y el Texas Heart Institute y el Salk Institute for Biological Studies, ambos en Estados Unidos, han creado, por primera vez, injertos de corazón a partir de células madre pluripotentes humanas en un período inferior a un mes.

El estudio, publicado recientemente en la revista Biomaterials, describe cómo los investigadores han descelularizado corazones humanos calificados como "no aptos para el trasplante" por la Organización Nacional de Trasplantes (ONT), dejando la matriz extracelular intacta y libre de células, y a continuación, la han repoblado con células cardíacas obtenidas a partir de técnicas de edición génica en células madres pluripotentes humanas. Estas células resultan cruciales para este proceso, ya que el cuerpo no es capaz de generar nuevas células cardíacas tras un ataque al corazón u otro tipo de daño cardíaco.

Las células dentro de la matriz descelularizada de corazón humano mostraron un mayor grado de diferenciación cardíaca en comparación con las células obtenidas en placas de cultivo, que es el método más utilizado en laboratorios dedicados a este campo alrededor del mundo hasta ahora. De esta manera, y en solo 24 días, los injertos cardíacos humanos ya presentaban las respuestas electrofisiológicas necesarias para desarrollar una función cardiaca correcta, es decir, bombeaban de un modo similar al del corazón.

Este tipo de descelularización y recelularización de órganos representa una estrategia prometedora para el desarrollo de órganos biofuncionales que pueden ser utilizados para la detección de nuevos fármacos y el desarrollo de la medicina personalizada.

"La descelularización de todo un corazón nos permite obtener en el laboratorio cientos de secciones que ya estarían listas para ser utilizadas como andamios sobre los que depositamos las células que diferenciamos, en este caso, cardiomiocitos", dice Nuria Montserrat del IBEC, una de los tres autores principales del artículo científico. "Anticipamos que nuestro procedimiento puede ser aplicado de inmediato en laboratorios focalizados en el campo de la ingeniería de tejidos, así como en el modelado de enfermedades humanas".

Un estudio evidencia el uso de células madre de segunda generación para tratar los infartos

Fuente: http://www.telecinco.es/informativos/evidencia-celulas-segunda-generacion-infartos_0_2178750515.html

El Servicio de Cardiología del Hospital General Universitario Gregorio Marañón ha publicado en el 'Journal of the American College of Cardiology' el primer estudio que muestra la eficacia real del uso de las células madre de segunda generación para tratar los infartos.

El trabajo, denominado 'TECAM-2', se ha presentado en el XIII Simposio de Terapia Celular e Innovaciones Cardiovasculares que organiza el centro y que reúne a los mayores expertos internacionales, convirtiéndose en el más importante del mundo en esta materia.

En esta investigación se utilizó tanto la inyección directa de células mononucleares de la médula ósea en la arteria coronaria responsable del infarto agudo de miocardio, como su salida a la circulación periférica desde la médula ósea con inyecciones subcutáneas de factor estimulador de colonias de granulocitos para que viajen hasta el corazón y aniden en el tejido cardíaco lesionado, así como una combinación de ambos tratamientos.

Así, para valorar la eficacia de los tres tratamientos se midió con resonancia magnética la función de bomba o fuerza del corazón mediante la llamada fracción de eyección y las dimensiones del ventrículo izquierdo mediante el llamado volumen telesistólico al año del tratamiento.

Ahora bien, aunque el resultado fue que ninguno de los tres grupos demostró una mejoría de ambos parámetros en comparación con el tratamiento estándar, en el estudio sí se ha demostrado que estas estrategias reducen un 5 por ciento el tamaño de la cicatriz que perdurará durante el resto de la vida del paciente en su corazón, y eso tiene implicaciones pronósticas favorables.

Asimismo, se ha confirmado que son necesarios estudios con otros tipos celulares más potentes, las llamadas 'células madre de segunda generación' (modificadas genéticamente o mediante una serie de factores), y con mayor número de pacientes, para demostrar diferencias clínicas reales en los pacientes con infarto agudo de miocardio, ya que los tratamientos habituales ya ofrecen unos resultados de supervivencia y calidad de vida muy buenos.

Para poder realizar este tipo de estudios será necesaria la colaboración de todos los grupos investigadores a nivel mundial, como la iniciativa TACTIS, coordinada por el jefe de Cardiología del Hospital Gregorio Marañón de Madrid, Francisco Fernández-Avilés, que cuenta con el auspicio de la Sociedad Europea de Cardiología y que se constituye una alianza de los "mejores grupos del mundo" en regeneración cardiovascular con el objetivo de planificar la investigación en este campo de la medicina durante la próxima década.

Los científicos alertan sobre las falsas expectativas ante las células madre

Fuente: http://www.lavanguardia.com/ciencia/20160512/401753672099/expectativas-celulas-madre-isscr.html

La Sociedad Internacional para la Investigación de Células Madre (ISSCR, por sus iniciales en inglés) ha instado a la comunidad científica a no crear expectativas exageradas a partir de los resultados de las investigaciones.

En un documento de normas de actuación dirigido a los científicos que trabajan con células madre, que actualiza un documento anterior del 2008, la ISSCR defiende que se comuniquen los avances en este campo de investigación. Pero exige que se haga con rigor, evitando el sensacionalismo e informando de los obstáculos para convertir los descubrimientos científicos en avances médicos.

El documento, titulado Guía para la ciencia y la traslación clínica de las células madre, ha sido redactado por 25 especialistas de nueve países y revisado por otros 85. Aborda los distintos problemas de regulación relacionados con las células madre, desde los estudios con cultivos celulares en laboratorio hasta los ensayos clínicos en pacientes. E introduce por primera vez el problema del sensacionalismo científico –definido como la práctica de exagerar el estado del progreso científico, el grado de certeza de los resultados y las aplicaciones potenciales de la investigación–.

“El entusiasmo y la especulación optimista son partes naturales de la ciencia y la innovación y pueden ayudar a atraer financiación y a construir comunidades de investigación”, escriben cinco de los autores principales del documento en un artículo que se publica en la revista Science. Pero la exageración continuada y científicamente insostenible, añaden, es contraproducente. Los autores del documento advierten que “la investigación en células madre ha recibido una atención hiperbólica en los medios de comunicación”. Y alertan de las muchas consecuencias negativas de las exageraciones: confundir a los ciudadanos, crear expectativas no realistas, distorsionar los debates públicos, cuestionar los métodos de investigación más seguros pero más lentos y fomentar ensayos clínicos prematuros o injustificados.

El documento denuncia explícitamente “la comercialización de intervenciones médicas basadas en células madre de eficacia no demostrada, y de otras intervenciones que se comercializan con el argumento inexacto de que contienen células madre o actúan sobre las células madre”. La ISSCR, la mayor sociedad científica de especialistas en células madre del mundo, advierte que “se han notificado efectos secundarios graves de estos tratamientos”.

El documento no culpa a nadie de que se haya llegado a esta situación. Es el resultado de una suma de factores que incluyen la presión de los investigadores por publicar resultados, la difusión de notas de prensa descaradamente optimistas, las prisas por trasladar los avances al mercado y a los pacientes, y la dinámica de los medios de comunicación. Nadie es culpable pero, según la ISSCR, todos los sectores implicados son responsables de corregir la situación.

Stimulating stem cells to make special type of cartilage may potentially heal broken bones

Fuente: http://www.news-medical.net/news/20160512/Stimulating-stem-cells-to-make-special-type-of-cartilagec2a0may-potentially-heal-broken-bones.aspx

Stem cells could one day be stimulated to make a special type of cartilage to help repair large, hard-to-heal bone fractures - a potential boon for doctors treating big-money athletes, USC researchers say.

Gage Crump, senior author, and his colleagues used the regeneration of zebrafish jawbone to show that the processes required for embryonic development are not necessarily repeated during regeneration of damaged body parts like fractured bones. The study was published online in Development.

"An exciting finding from our work is that, somewhat counterintuitively, cartilage is critical for healing full-thickness bone injuries," said Crump, associate professor of stem cell and regenerative medicine at the Keck School of Medicine of USC. "By understanding how this bone-producing cartilage is generated in the simpler zebrafish model, we hope to find ways to create more of this unique cartilage tissue in patients to better heal their bones."

Zebrafish are vertebrates that have bones like humans but differ because they have the remarkable ability to regenerate many of their organs. When human bones fracture, a limited cartilage callus forms and is replaced by bone that bridges small but not large gaps. In zebrafish, however, the researchers found that the cartilage callus continued to expand and filled very large bone gaps. Remarkably, this cartilage then changed into bone throughout the large lesion.

Today people who have severe bone fractures may have a surgeon insert metal pins and plates to help set bone, undergo bone grafts or buy into the still-developing practice of adding stem cells to the injured area to rush recovery.

About 6 million people in the United States break a bone each year, according to the American Academy of Orthopaedic Surgeons. Although most people recover fully, about 300,000 are slow to heal or do not heal at all with traditional methods. Complications include post-traumatic arthritis, growth abnormalities, delayed union and misaligned union.

The surface of bones has a thin lining of stem cells that help maintain bone mass throughout life. USC researchers identified a gene, called indian hedgehog a (ihha), responsible for giving the OK to stem cells to shift from making bone to making cartilage that will repair broken bones. Zebrafish lacking this gene are unable to make cartilage in response to bone injury, and they heal poorly.

"Traditionally, the therapeutic approach to healing bone has been to use bone cells or bone-like materials," said Francesca Mariani, study co-author and assistant professor of cell and neurobiology at Keck Medicine of USC. "This work suggests that, at least for large-scale repair, stimulating stem cells to make a special kind of cartilage might be more effective."

Stem cells from diabetic patients coaxed to become insulin-secreting cells

Fuente: http://www.sciencecodex.com/stem_cells_from_diabetic_patients_coaxed_to_become_insulinsecreting_cells-182117

Signaling a potential new approach to treating diabetes, researchers at Washington University School of Medicine in St. Louis and Harvard University have produced insulin-secreting cells from stem cells derived from patients with type 1 diabetes.

People with this form of diabetes can't make their own insulin and require regular insulin injections to control their blood sugar. The new discovery suggests a personalized treatment approach to diabetes may be on the horizon -- one that relies on the patients' own stem cells to manufacture new cells that make insulin.

The researchers showed that the new cells could produce insulin when they encountered sugar. The scientists tested the cells in culture and in mice, and in both cases found that the cells secreted insulin in response to glucose.

The research is published in the journal Nature Communications.

"In theory, if we could replace the damaged cells in these individuals with new pancreatic beta cells -- whose primary function is to store and release insulin to control blood glucose -- patients with type 1 diabetes wouldn't need insulin shots anymore," said first author Jeffrey R. Millman, PhD, an assistant professor of medicine and of biomedical engineering at Washington University School of Medicine. "The cells we've manufactured sense the presence of glucose and secrete insulin in response. And beta cells do a much better job controlling blood sugar than diabetic patients can."

Millman, whose laboratory is in the Division of Endocrinology, Metabolism and Lipid Research, began his research while working in the laboratory of Douglas A. Melton, PhD, Howard Hughes Medical Institute investigator and a co-director of Harvard's Stem Cell Institute. There, Millman had used similar techniques to make beta cells from stem cells derived from people who did not have diabetes. In these new experiments, the beta cells came from tissue taken from the skin of diabetes patients.

"There had been questions about whether we could make these cells from people with type 1 diabetes," Millman explained. "Some scientists thought that because the tissue would be coming from diabetes patients, there might be defects to prevent us from helping the stem cells differentiate into beta cells. It turns out that's not the case."

Millman said more research is needed to make sure that the beta cells made from patient-derived stem cells don't cause tumors to develop -- a problem that has surfaced in some stem cell research -- but there has been no evidence of tumors in the mouse studies, even up to a year after the cells were implanted.

He said the stem cell-derived beta cells could be ready for human research in three to five years. At that time, Millman expects the cells would be implanted under the skin of diabetes patients in a minimally invasive surgical procedure that would allow the beta cells access to a patient's blood supply.

"What we're envisioning is an outpatient procedure in which some sort of device filled with the cells would be placed just beneath the skin," he said.

The idea of replacing beta cells isn't new. More than two decades ago, Washington University researchers Paul E. Lacy, MD, PhD, now deceased, and David W. Scharp, MD, began transplanting such cells into patients with type 1 diabetes. Still today, patients in several clinical trials have been given beta cell transplants with some success. However, those cells come from pancreas tissue provided by organ donors. As with all types of organ donation, the need for islet beta cells for people with type 1 diabetes greatly exceeds their availability.

Millman said that the new technique also could be used in other ways. Since these experiments have proven it's possible to make beta cells from the tissue of patients with type 1 diabetes, it's likely the technique also would work in patients with other forms of the disease -- including type 2 diabetes, neonatal diabetes and Wolfram syndrome. Then it would be possible to test the effects of diabetes drugs on the beta cells of patients with various forms of the disease.

Nueva técnica para mejorar el trasplante de células en Parkinson

Fuente: http://www.diariomedico.com/2016/05/06/area-cientifica/especialidades/neurologia/nueva-tecnica-para-mejorar-el-trasplante-de-celulas-en-parkinson

Un equipo de la Universidad de Lund, en Suecia, ha analizado con una técnica preclínica qué ocurre con los pacientes de Parkinson que reciben un trasplante de células productoras de dopamina y por qué se desarrollan efectos secundarios.

Investigadores de la Universidad de Lund, en Suecia, han utilizado una técnica preclínica completamente nueva y análisis de tejido de pacientes para mostrar exactamente qué ocurre cuando ciertos pacientes con enfermedad de Parkinson se recuperan como resultado de trasplantes de células nerviosas. También han identificado qué hace que muchos de los pacientes con trasplante desarrollen efectos secundarios graves en forma de movimientos involuntarios.

El tratamiento de la enfermedad de Parkinson ha mejorado en las últimas décadas, pero el problema de los efectos secundarios graves permanece, causados tanto por la medicación como por el trasplante de las células nerviosas. La enfermedad de Parkinson está asociada con un déficit de las células nerviosas que producen el neurotransmisor dopamina en el cerebro, por lo que un método de tratamiento de esta enfermedad es trasplantar células productoras de dopamina en la parte afectada del cerebro.

Después de un trasplante de este tipo, algunos pacientes se han recuperado completamente y otros han experimentado efectos secundarios, movimientos involuntarios conocidos como discinesias. La razón por la que los pacientes trasplantados desarrollan discinesias, que también es un efecto secundario común del tratamiento con medicamentos utilizando L-DOPA, se desconocía hasta ahora.

Desde hace varios años, el investigador Tomas Björklund y sus colegas han estado trabajando para desarrollar una técnica completamente nueva con el fin de analizar cómo las células trasplantadas funcionan realmente cuando son trasplantados en un cerebro afectado por la enfermedad de Parkinson. Colocaron un receptor artificial en la superficie de las células trasplantadas y un medicamento especialmente diseñado que activa el receptor, que controla la liberación de dopamina de las células.

En los ensayos con animales han demostrado que este método se puede utilizar para controlar la actividad de las células productoras de dopamina trasplantadas en el cerebro. Cuando las células productoras de dopamina están activas, el animal está casi completamente recuperado."Es como un mando a distancia para el cerebro. Con el uso de esta nueva técnica, podemos bloquear las células trasplantadas por completo o aumentar su actividad -destaca Tomas Björklund-. Ahora podemos controlar muy de cerca cuándo y cómo funcionan las células cuando se trasplantan en el área del cerebro afectada por la enfermedad".

Mediante el uso de esta nueva técnica, los investigadores han identificado la vía de señalización exacta de las células nerviosas que causan los movimientos involuntarios. La cadena de acontecimientos es la siguiente: cuando los investigadores activan las células productoras de dopamina a través de un receptor específico, 5-HT6, que es sensible al neurotransmisor serotonina, el adenosín monofosfato cíclico aumenta dentro de las células trasplantadas, lo que lleva a una liberación anormal de dopamina de las células, que en última instancia causan discinesia entre los animales.

"Ahora hemos sido capaces de trazar exactamente qué hace eficaz como tratamiento al trasplante de células nerviosas. Hemos tenido acceso al material único del paciente a partir de un paciente sometido a este tipo de trasplante de células y hemos hallado una expresión muy elevada del receptor que causa los efectos secundarios. El descubrimiento es importante para que el tratamiento clínico futuro con transplante de células se realice con menos riesgo de efectos secundarios y mejorar el efecto del tratamiento", añade.

"Hay planes avanzados en muchas partes del mundo para llevar a cabo nuevos estudios clínicos con trasplantes de células nerviosas de fetos y células madre contra la enfermedad de Parkinson, lo que significa que ahora es más importante que nunca identificar los mecanismos subyacentes en el cerebro", concluye.

Nuevos avances en el tratamiento de la diabetes

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/19387/nuevos-avances-en-el-tratamiento-de-la-diabetes/

En la diabetes tipo 1, el sistema inmunitario ataca a las células productoras de insulina del propio cuerpo. Se sabe razonablemente bien cómo progresa este ataque autoinmune, pero la ciencia ha venido desconociendo qué lo desencadena exactamente o cómo detenerlo.

Las mutaciones en docenas de genes elevan el riesgo de la enfermedad, en una magnitud modesta pero significativa, así que los investigadores están intentando aclarar cómo podría contribuir a ello cada gen. Ahora, el equipo de Stephan Kissler, de la Escuela de Medicina en la Universidad Harvard y el Centro Joslin para la Diabetes, en Estados Unidos ambas entidades, ha mostrado una forma por la que uno de tales genes, llamado RGS1, podría ayudar a fomentar el ataque autoinmune.

En dicho ataque, las células inmunitarias llamadas células T se infiltran en el páncreas y dañan a las células beta que producen insulina. Otro tipo de células inmunitarias llamadas células B, que producen anticuerpos, también están implicadas. En un modelo de ratón de la diabetes tipo 1, el gen RGS1 afecta a la población de un tipo de célula T llamado “célula auxiliar folicular T”, que es esencial para las células B y la producción de anticuerpos.

Stephan Kissler.

En otra investigación distinta, el equipo de Martin Fussenegger, del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich (también conocido como Escuela Politécnica Federal de Zúrich), ha logrado una hazaña que muchos especialistas habían hasta ahora creído imposible: él y sus colaboradores han extraído células madre del tejido graso de un paciente de 50 años, y tras aplicarles reprogramación genética para fomentar su maduración, han conseguido su conversión en células beta funcionales. En presencia de glucosa, las células beta generadas usando este “software genético” producen la hormona insulina, justo como lo hacen las células beta naturales, que se encuentran en el páncreas.

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Descifran uno de los primeros pasos en la conversión de células adultas en células madre pluripotentes

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/19353/descifran-uno-de-los-primeros-pasos-en-la-conversion-de-celulas-adultas-en-celulas-madre-pluripotentes/

Un trabajo liderado por un grupo de la Universitat de València (España), publicado en la revista Nature Communications, ha descifrado uno de los primeros pasos en la conversión de las células adultas en células madre pluripotentes inducidas: la fisión de las mitocondrias. La investigación da pistas sobre los primeros momentos de la creación de tumores y permite simplificar la generación de este tipo de células para su uso en Medicina Regenerativa.

Las células madre pluripotentes se han convertido en una herramienta fundamental en investigación biomédica y Medicina Regenerativa, si bien el proceso de reprogramación celular por el cual se producen todavía está envuelto en un halo de misterio. Las células madre pluripotentes inducidas (células iPS, del inglés induced-Pluripotent Stem cells) se obtienen en el laboratorio mediante manipulación genética a partir de células adultas extraídas de un organismo, como las células sanguíneas.

En el estudio, dirigido por el investigador Josema Torres, han participado el Departamento de Biología Celular (al que pertenece Torres) y el de Bioquímica y Biología Molecular de la Universitat de València; la Unidad de Hepatología Experimental del Instituto de Investigación Sanitaria La Fe de Valencia; y el Centre de Medicina Regenerativa de Barcelona. La investigación, "Early ERK1/2 activation promotes DRP1-dependent mitochondrial fission necessary for cell reprogramming" no sólo demuestra que la fisión mitocondrial es un paso esencial para el proceso de reprogramación celular sino que, además, descifra el mecanismo molecular que controla la fragmentación de las mitocondrias e identifica a las proteínas implicadas en ejecutarlo.

Por sus propiedades de división indefinida y pluripotencia, las células iPS constituyen una fuente ilimitada de cualquier tipo celular adulto, lo que permite obtener a partir de ellas las células afectadas en una enfermedad, que de otra manera no serían accesibles, en un número suficiente para su estudio.

De esta forma, se puede investigar en el laboratorio qué funciona mal en las células enfermas de un individuo para que den lugar a la manifestación de la enfermedad. Estas cualidades las colocan en un lugar privilegiado para constituirse, en un futuro no muy lejano, como herramienta esencial en Medicina Regenerativa y en la industria farmacéutica.

Javier Prieto, José Manuel Torres, Marián León.

“Nuestro trabajo ha identificado la fisión mitocondrial como la primera barrera fisiológica que las células adultas tienen que salvar para llegar a ser pluripotentes. Además, hemos descifrado el mecanismo molecular que regula este proceso de fisión mitocondrial, identificando dianas moleculares para la mejora o inhibición del proceso”, ha indicado Josema Torres.

La fisión mitocondrial es un proceso por medio del cual se dividen las mitocondrias (orgánulos celulares que son los responsables de la producción de energía en las células). Uno de los hechos que llama la atención de este estudio es la similitud del proceso de reprogramación celular con el proceso de transformación de células normales en células tumorogénicas por activación de oncogenes. “De hecho, nuestro equipo y otros laboratorios habíamos observado que tanto las células iPS como las células tumorales tienen mitocondrias pequeñas que favorecen su rápido crecimiento” dice Josema Torres, “lo que nos llevó a investigar si la fisión mitocondrial era importante para la conversión de las células adultas en células iPS”.

Más allá de que este trabajo abre la puerta a simplificar la generación de células iPS mediante el uso de activadores de la fisión mitocondrial, los investigadores han remarcado las similitudes entre la reprogramación celular, y la transformación de células sanas por oncogenes. Este hecho hace pensar en que los conocimientos descifrados en este estudio pueden ser muy valiosos para entender los primeros pasos de generación de tumores. Así, la modulación de las dianas identificadas en el proceso de fisión mitocondrial descritas por los investigadores de la Universitat de València, podría ser de gran utilidad en tratamientos contra el cáncer.

Josema Torres explica el mecanismo molecular que controla la fragmentación de las mitocondrias e identifica a las proteínas implicadas en ejecutarlo: “Observamos que la fisión mitocondrial durante la reprogramación celular dependía de la proteína Drp1 la cual, tras su activación, se acumulaba en la mitocondria y la estrangulaba hasta que la partía literalmente en dos” explica el investigador.

“Asimismo, intuimos el mecanismo molecular gracias a trabajos publicados durante el desarrollo de nuestro estudio, donde se relacionaba a las quinasas ERK1/2 con la activación de Drp1 y la fragmentación de las mitocondrias durante la transformación celular de células sanas por oncogenes” continúa el científico valenciano.

“Comprobamos que las quinasas ERK1/2 eran activadas durante la reprogramación celular y activaban a su vez a Drp1, causando su acumulación en la mitocondria y dando lugar a la fisión de estos orgánulos” continúa Torres. “Lo más sorprendente y laborioso para nosotros fue encontrar el factor responsable de la activación de ERK1/2 durante las primeras etapas de la reprogramación celular. Observamos que durante esta primera fase del proceso la expresión de un regulador negativo de las quinasas ERK1/2, la fosfatasa de proteínas Dusp6, era reprimida. De forma que la represión de este regulador negativo de ERK1/2 era el primer responsable de que estas quinasas se activaran en las células y ocasionaran la translocación de Drp1 a la mitocondria para causar la fisión mitocondrial” concluye Josema Torres.

La investigación ha sido financiada por el proyecto PI12/00638 del Fondo de Investigación Sanitaria Carlos III en colaboración con Fondos FEDER “Una manera de hacer Europa”, concedido a Josema Torres.

Transforman células de la piel en neuronas y células del corazón

Fuente: http://www.tendencias21.net/Transforman-celulas-de-la-piel-en-neuronas-y-celulas-del-corazon_a42508.html

Investigadores de EE.UU. han reprogramado químicamente células de la piel para que se transformen en células del corazón y del cerebro, sin tener que añadir genes externos. Por el momento han probado el método con ratones.

Célula del corazón reprogramada a partir de una célula de la piel.

Científicos de los Institutos Gladstone (San Francisco, California, EE.UU.) han transformado células de la piel en células del corazón y del cerebro usando una combinación de productos químicos. 

Todo el trabajo anterior sobre reprogramación celular requería la adición de genes externos a las células, por lo que este logro es una hazaña sin precedentes, según la información de Gladstone. 

En dos estudios publicados en Science y Cell Stem Cell, el equipo de científicos, que fueron dirigidos por el investigador principal Sheng Ding, y son parte del Centro Roddenberry para Biología y Medicina de Células Madre de Gladstone, utilizaron cócteles químicos para inducir gradualmente a las células de la piel a convertirse en células similares a las células madre específicas de órganos, y, en última instancia, en células del corazón o del cerebro. 

Este descubrimiento ofrece un método más eficiente y confiable para reprogramar las células y evita las preocupaciones médicas que rodean a la ingeniería genética. "Nos lleva más cerca de ser capaces de generar nuevas células en la zona de la lesión de los pacientes", dice Ding, autor principal de ambos estudios. 

"Nuestra esperanza es que las enfermedades como la insuficiencia cardiaca o la enfermedad de Parkinson se traten un día con medicamentos que ayudan a regenerar las áreas dañadas del cerebro y del corazón a partir de las propias células de los tejidos. Este proceso está mucho más cerca de la regeneración natural que ocurre en animales como los tritones y salamandras, lo cual nos ha fascinado desde siempre". 

Los corazones adultos tienen una capacidad muy limitada para generar nuevas células, por lo que los científicos han buscado una forma de reemplazar las células perdidas después de un ataque al corazón, como el trasplante de células cardiacas adultas o de células madre, en el corazón dañado. 

Sin embargo, estos esfuerzos han sido en gran medida ineficaces, ya que la mayoría de las células adultas trasplantadas no sobreviven o no se integran adecuadamente en el corazón, y pocas células madre pueden ser inducidas a convertirse en células del corazón. 

Un enfoque alternativo pionero de Deepak Srivastava, director de investigación cardiovascular con células madre de Gladstone, utilizó genes para convertir las células formadoras de cicatrices del corazón de los animales en músculo nuevo que mejoraba la función del corazón. Un enfoque de reprogramación química que haga lo mismo puede ofrecer una manera más fácil de proporcionar las señales que inducen al músculo del corazón a regenerarse localmente. 

En el estudio de Science, dirigido por el primer autor Nan Cao, postdoc en el laboratorio de Ding, los investigadores utilizaron un cóctel de nueve productos químicos para transformar las células de piel humana en células del corazón. Por ensayo y error, encontraron la mejor combinación de productos químicos para comenzar el proceso, cambiando las células a un estado parecido al de las células madre multipotentes, que pueden convertirse en muchos tipos diferentes de células en un órgano en particular. 

Un segundo cóctel de sustancias químicas y factores de crecimiento ayudó a las células a convertirse en células musculares del corazón. 

Con este método, más del 97% de las células comenzaron a latir, una característica de las células del corazón completamente desarrolladas y sanas. Las células también respondieron apropiadamente a las hormonas, y molecularmente, se parecían a las células del músculo del corazón, no a las células de la piel. Es más, cuando las células fueron trasplantadas a un corazón de ratón al inicio del proceso, evolucionaron a células musculares del corazón de aspecto saludable. 

"El objetivo final de tratar la insuficiencia cardíaca es conseguir una manera robusta y fiable de que el corazón cree nuevas células musculares", dice Srivastava, co-autor principal del artículo de Science. "La reprogramación de células del propio paciente podría ser la forma más segura y eficiente de regenerar músculo cardíaco enfermo o agonizante."

Neuronas creadas a partir de células madre neuronales químicamente inducidas.

En el segundo estudio, cuyo autor es el investigador postdoctoral Mingliang Zhang, y que se ha publicado en Cell Stem Cell, los científicos crearon células madre neurales a partir de células de piel de ratón utilizando un enfoque similar. 

El cóctel químico de nuevo consistió en nueve moléculas, algunas de las cuales se superponen con las utilizadas en el primer estudio. Durante diez días, el cóctel cambió la identidad de las células, hasta que todos los genes de las células de la piel se apagaron y los genes de células madre neurales se activaban gradualmente. 

Cuando se trasplantaron a ratones, las células madre neuronales evolucionaron espontáneamente en los tres tipos básicos de células cerebrales: neuronas, oligodendrocitos y astrocitos. Las células madre neuronales también fueron capaces de auto-replicarse, lo que es ideal para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas o lesiones cerebrales. 

"Estas células madre neurales podrían emplearse un día para la terapia de reemplazo celular en enfermedades neurodegenerativas como el parkinson y el alzheimer", dice el co-autor Yadong Huang. "En el futuro, podríamos incluso imaginar el tratamiento de pacientes con un cóctel de fármacos que actúe sobre el cerebro o la médula espinal, rejuveneciendo las células del cerebro en tiempo real."

Referencias bibliográficas: 

Nan Cao, Yu Huang, Jiashun Zheng, C. Ian Spencer, Yu Zhang, Ji-Dong Fu, Baoming Nie, Min Xie, Mingliang Zhang, Haixia Wang, Tianhua Ma, Tao Xu, Guilai Shi, Deepak Srivastava, Sheng Ding: Conversion of human fibroblasts into functional cardiomyocytes by small molecules. Science (2016). DOI: 10.1126/science.aaf1502 

Mingliang Zhang , Yuan-Hung Lin , Yujiao Jennifer Sun , Saiyong Zhu10 , Jiashun Zheng , Kai Liu , Nan Cao , Ke Li , Yadong Huang , Sheng Ding: Pharmacological Reprogramming of Fibroblasts into Neural Stem Cells by Signaling-Directed Transcriptional Activation. Cell Stem Cell (2016). DOI: 10.1016/j.stem.2016.03.020

Crean células madre a partir de células de la piel sin recurrir a la manipulación genética

Fuente: http://www.abc.es/salud/enfermedades/abci-crean-celulas-madre-partir-celulas-piel-sin-recurrir-manipulacion-genetica-201604282127_noticia.html

Investigadores de EEUU diseñan un cóctel de fármacos que logra que las células de la piel se reprogramen en células madre que, a su vez, se diferencian en neuronas y miocardiocitos.

Células del miocardio conectadas por filamentos de actina.

Dada su capacidad para, por una parte, diferenciarse en cualquier tipo de célula y, por otra, dividirse de forma ilimitada, las células madre constituyen la base de los actuales estudios de investigación para la generación o regeneración de órganos y tejidos. El problema es que estas células madre se obtienen a partir de la manipulación genética de células adultas. Y esta manipulación, además de muy compleja, resulta en ocasiones poco segura –requiere la adición de genes externos, por lo general introducidos a través de un virus–. Sin embargo, la reprogramación de células adultas en células madre también puede hacerse ‘farmacológicamente’. Así lo muestran dos estudios llevados a cabo por investigadores del Centro Roddenberry para la Medicina y la Biología de las Células Madre de los Institutos Gladstone (EE.UU.), en los que se muestra que la adición de un cóctel de fármacos es eficaz y seguro para reprogramar células adultas en células madre y, posteriormente, promover la diferenciación de estas células madre en células miocárdicas y neuronas.

Como explica Sheng Ding, director de ambos estudios, «gracias a este método estamos más cerca de poder generar nuevas células en el mismo lugar en el que se ha producido la lesión en el paciente. Nuestra esperanza es tratar algún día enfermedades como la insuficiencia cardiaca o la enfermedad de Parkinson con fármacos que ayuden al corazón y al cerebro a reparar sus áreas dañadas a partir de las células ya presentes en sus tejidos. Este proceso es mucho más parecido a la regeneración natural que tiene lugar en animales como los tritones y las salamandras, que siempre nos ha fascinado».

El corazón adulto tiene una capacidad muy limitada de formar nuevas células. En consecuencia, el objetivo de numerosos estudios ha sido hallar una forma de reemplazar las células cardiacas perdidas tras un infarto de miocardio, por ejemplo mediante el trasplante al corazón dañado de células madre o de células cardiacas adultas. El problema es que estas células trasplantadas no son capaces de sobrevivir o de integrarse adecuadamente en el corazón. Además, el número de células madre que pueden ser ‘transformadas’ en células cardiacas es muy limitado. De ahí la importancia del estudio publicado en la revista «Science», en el que los autores utilizaron la reprogramación farmacológica –que no la habitual reprogramación genética– para transformar células cicatrizantes del corazón en células miocárdicas. Y entre otras ventajas, la técnica no solo es mucho más sencilla –es más fácil añadir fármacos que manipular genes–, sino que posibilita que la transformación en las nuevas células se lleve a cabo en el propio músculo cardiaco –el consabido ‘miocardio’.

El primer paso de la reprogramación farmacológica es transformar las células de la piel en células madre multipotentes (iMS), tipo de células madre que tienen capacidad para diferenciarse en múltiples células de distintos órganos. Y para ello, los investigadores utilizan un cóctel de nueve compuestos químicos –la elección de los compuestos se hace mediante pruebas de ‘ensayo y error’, lo que permite probar múltiples combinaciones y seleccionar la más adecuada–. Posteriormente, las iMS son tratadas con un segundo cóctel de fármacos y factores de crecimiento que las ‘empujan’ a diferenciarse en células del miocardio.

Y esta reprogramación farmacológica, ¿es eficaz? Pues sí, y mucho. El 97% de las células ‘transformadas’ tienen capacidad para latir, una característica propia de las células miocárdicas completamente desarrolladas, y responden adecuadamente a las hormonas. Y lo que es más importante, una vez trasplantadas en el corazón de un modelo animal –ratones–, se insertan en el órgano y resultan indiferenciables del resto de células miocárdicas.

Como destaca Deepak Srivastava, co-autor de la investigación, «el objetivo final en el tratamiento de la insuficiencia cardiaca es hallar una técnica robusta y asequible que permita al corazón crear nuevas células miocárdicas. Y en este contexto, la reprogramación de las células del propio paciente puede ofrecer el método más seguro y eficiente para regenerar las células musculares que han muerto o han resultado dañadas».

En el segundo estudio, publicado en la revista «Cell Stem Cell», los investigadores utilizaron la misma técnica para crear células progenitoras neuronales a partir de células de la piel de ratón. Y para ello, utilizaron un cóctel con nueve moléculas –algunas comunes al primero de los estudios– que permitió que, en solo 10 días, las células progenitoras neuronales, capaces de diferenciarse en cualquier neurona del cerebro, fueran totalmente funcionales.

De nuevo, el método resultó totalmente eficaz. De hecho, las células progenitoras no solo se desarrollaron espontáneamente en los tres tipos básicos de células cerebrales –neuronas, oligodentrocitos y astrocitos, sino que también tuvieron, como destacan los autores, «la capacidad de autorreplicarse, por lo que resultan idóneas para el tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas o las lesiones cerebrales».

Como concluye Yadong Huang, co-autor de la investigación, «dada su mayor seguridad, estas células madre neuronales podrían ser utilizadas algún día en las terapias de reemplazo celular para enfermedades neurodegenerativas como el parkinson o el alzheimer. Es más; podemos incluso imaginar que en el futuro podremos tratar a los pacientes con un cóctel de fármacos que actuaría sobre el cerebro o la médula espinal, rejuveneciendo las células cerebrales en tiempo real».