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martes, 19 de julio de 2016

Cartílago fabricado a partir de células madre permitirá tratar la artritis y la artrosis de cadera

Fuente: http://www.abc.es/salud/enfermedades/abci-crean-cartilago-partir-celulas-madre-para-tratar-artritis-y-artrosis-cadera-201607182007_noticia.html


El nuevo cartílago reviste una estructura que imita la articulación de la cadera y que posee propiedades antiinflamatorias para revertir los síntomas de la artritis.


Estructura 3D rodeada de cartílago con la forma de la articulación de la cadera.





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. Es el caso, entre otros, de los cartílagos que unen los huesos y articulaciones, cuyo desgaste o inflamación en las enfermedades crónicas como la artritis o la artrosis hacen que aparezca dolor, hinchazón y pérdida de movimiento. De hecho, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis (EE.UU.) han logrado programar células madre para que formen un cartílago en torno a un molde con la forma de la articulación de la cadera, logrando así un implante mucho más ‘natural’ y ‘duradero’ que las actuales prótesis artificiales que se emplean en la cirugía para el reemplazo de esta articulación.


El estudio, publicado en la revista «Proceedings of the National Academy of Sciences», ofrece una alternativa, aun futura, para la cirugía de reemplazo de cadera, sobre todo en los pacientes jóvenes. Y es que a día de hoy, los médicos se niegan a llevar a cabo estas intervenciones en los menores de 50 años por una sencilla razón: las prótesis artificiales tienen una vida media inferior a los 20 años. Un aspecto a tener muy en cuenta dado que, al requerir la retirada de la prótesis desgastada, una segunda operación de remplazo de la articulación siempre supone un alto riesgo de destrucción del hueso y de aparición de infecciones.


Como explica Farshid Guilak, director de la investigación, «el reemplazo de una prótesis desgastada es una operación muy difícil. Por ello, hemos desarrollado una forma de recubrir la articulación utilizando las células madre del propio paciente para generar nuevo cartílago, revestimiento que además combinamos con una terapia génica para producir moléculas antiinflamatorias que reviertan las artritis. Nuestro objetivo es prevenir, o cuando menos demorar, el reemplazo de las prótesis convencionales elaboradas con plásticos y metales».


La nueva técnica utiliza una estructura sintética biodegradable y tridimensional que puede moldearse en cualquier articulación –en este caso, la cadera– y que, posteriormente, es cubierta con el cartílago generado a partir de las células madre obtenidas de la reprogramación de las células de la piel del propio paciente. En consecuencia, la estructura puede ser implantada en la superficie de, por ejemplo, la cadera afectada por la artritis. De esta manera, y dado que la articulación está recubierta con un tejido ‘vivo’, se alivia el dolor causado por la artritis e, incluso, se puede demorar o eliminar la necesidad de cirugía de reemplazo de la articulación en muchos pacientes.


Pero aún hay más. También se puede incluir un gen en el cartílago regenerado, gen que posteriormente se activará con un fármaco para que produzca moléculas antiinflamatorias que reviertan la artritis. Y es que, de hecho, es esta inflamación la que provoca los primeros problemas articulares asociados a la enfermedad.


Como indica Farshid Guilak, «en los casos en los que haya inflamación podremos administrar al paciente un simple fármaco que activará el gen previamente implantado para disminuir la inflamación articular. Así, podremos cesar la administración del fármaco en cualquier momento, lo que dará lugar a una inactivación de este gen».


Y esta terapia génica ‘adicional’, ¿es importante? Pues sí, y mucho. No en vano, como apunta el director del estudio, «cuando los niveles de moléculas inflamatorias se incrementan en una articulación, el cartílago se destruye y aumenta el dolor. Sin embargo, la adición de esta terapia génica a la estructura y a las células madre podrían ‘convencer’ a las articulaciones de los pacientes para que se defiendan de la artritis y, así, conserven una funcionalidad óptima durante más tiempo».


En definitiva, la nueva estructura tridimensional rodeada del ‘propio’ cartílago del paciente podría resultar muy útil para el tratamiento de la cadera afectada por la artritis o por la artrosis. Y es que como destaca Franklin Moutos, co-autor del estudio, «esta estructura única es el resultado de la unión de cerca de 600 fibras biodegradables para crear un tejido de alto rendimiento que puede funcionar como un cartílago normal. Tal es así que los implantes de fibras son lo suficientemente fuertes como para soportar hasta 10 veces el peso del paciente, que es lo que generalmente tienen que aguantar nuestras articulaciones cuando hacemos ejercicio».


Y llegados a este punto, ¿cuánto tendrán que esperar los pacientes para beneficiarse de este avance? Pues la verdad es que aún habrá que esperar. Y es que si bien los implantes ya se están probando en modelos animales, los autores estiman que, en caso de que todo vaya bien, los ensayos cínicos con seres humanos no se pondrán en marcha hasta dentro de 3 a 5 años.


Caderas en 3D con células madre para la artritis

Fuente: http://www.elmundo.es/salud/2016/07/18/578d22fc468aebf06c8b463c.html



El cartílago está elaborado con células madre de la piel del paciente.




A los pacientes jóvenes con artritis en la cadera no les queda más remedio que operarse e implantarse una prótesis para poder seguir caminando. La vida media de éstas no supera los 20 años, por lo que transcurrido ese tiempo, hay que volver a operar para cambiarla. Se trata de una cirugía muy agresiva que puede complicarse por el riesgo de infecciones. Se sabe que en las articulaciones de los pacientes con artritis los niveles de moléculas inflamatorias son muy altos. Esto hace que se destruya el cartílago y aparezca el dolor.


Buscando alternativas a las prótesis convencionales, se ha conseguido programar células madre para que generen cartílago en una estructura en 3D similar a la articulación de la cadera. Es decir, fabrican una articulación de la cadera a medida (prótesis) y con las células del paciente.


Es más, el equipo de Farshid Guilak, profesor de Cirugía Ortopédica en la Universidad Washington, en St. Louis, junto con investigadores de Cytex Therapeutics, en Durham (Carolina del Norte), ha utilizado también terapia génica para que ese cartílago libere moléculas antiinflamatorias que eviten que se vuelva a producir artritis en esa articulación, tal y como se recoge en un estudio que se publica en Proceedings of the National Academy of Sciences. El objetivo principal es prevenir o, por lo menos, retrasar la implantación de una prótesis de cadera convencional en estos pacientes.


Lo primero que han hecho los investigadores ha sido construir una estructura sintética biodegradable con técnicas de 3D que se ha modelado siguiendo la forma de la articulación del paciente. A continuación, han cubierto la estructura con cartílago fabricado con células madre obtenidas a partir de la piel del paciente. De esta forma, se puede implantar en una cadera con artritis. Reparar la articulación de la cadera con una especie de tejido viviente favorece el alivio del dolor. En el mejor de los casos, se podrá conseguir que no sea necesario hacer cirugía de la cadera en algunos pacientes.


Además estas prótesis hechas con células madre tienen un ingrediente más: un gen que dirige la liberación de unas moléculas antiinflamatorias que detienen la progresión de la artritis. Según cuenta Farshid Guilak, cuando se produce la inflamación, se puede administrar un fármaco que activa al gen que se ha implantado en la prótesis 3D. De esta forma, se reduce la inflamación y, por consiguiente, el dolor en la articulación. Una cosa importante es que una vez que se deja de administrar el fármaco, el gen se inactiva.


Utilizar de forma conjunta la terapia celular y la génica es muy importante porque, además de conseguir reemplazar la articulación dañada, se intenta esquivar la aparición de una nueva artritis, lo que hace que el paciente pueda caminar y hacer una vida normal durante más tiempo y con una mayor calidad.


Aún hay que esperar a ver qué pasa cuando se implanten estas nuevas prótesis hechas con células madre en un paciente. Por el momento, están listas para ver cómo funcionan en animales de laboratorio. Si todo va bien, en unos tres o cinco años se empezarán a utilizar.


Investigadores reprograman células madre para hacer crecer cartílago

Fuente: http://ecodiario.eleconomista.es/salud/noticias/7713463/07/16/Investigadores-programan-celulas-madre-para-hacer-crecer-cartilago.html


Con el objetivo de tratar caderas artríticas gastadas sin cirugía extensa para reemplazarlas, científicos han programado células madre para hacer crecer cartílago nuevo en una plantilla de 3-D con forma de la bola de la articulación de la cadera. Además, mediante el uso de la terapia génica, han activado cartílago nuevo para liberar moléculas antiinflamatorias que se defiendan de un retorno de la artritis.



La técnica, demostrada en un esfuerzo de colaboración entre la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis y Cytex Therapeutics Inc. en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, se detalla en un artículo que se publica en 'Proceedings of the National Academy of Sciences'.


El descubrimiento podría proporcionar un día una alternativa a la cirugía de reemplazo de cadera, sobre todo en los pacientes más jóvenes. Los médicos son reacios a realizar este tipo de operaciones en pacientes menores de 50 años debido a que las prótesis articulares suelen durar menos de 20 años y una segunda cirugía de reemplazo de articulaciones para eliminar una prótesis desgastada puede destruir el hueso y poner a los pacientes en riesgo de infección.


"La sustitución de una articulación protésica no es una cirugía difícil --dice Farshid Guilak, profesor de Cirugía Ortopédica en la Universidad de Washington--. Hemos desarrollado una manera de resurgir una articulación artrítica usando las propias células madre del paciente para crecer cartílago nuevo, en combinación con la terapia génica para liberar moléculas anti-inflamatorias para mantener la artritis a raya. Nuestra esperanza es evitar, o al menos retrasar, un metal estándar y reemplazar la articulación protésica de plástico", añade.


La técnica utiliza un andamio sintético biodegradable 3-D que Guilak y su equipo desarrollaron. El andamio, moldeado en la forma precisa de la articulación de un paciente, se cubre con el cartílago a partir de las propias células madre del paciente tomadas de grasa debajo de la piel. El andamio puede implantarse sobre la superficie de una cadera artrítica, por ejemplo.


El recubrimiento de la articulación de la cadera con tejido "vivo" está diseñado para aliviar el dolor de artritis y retrasar o incluso eliminar la necesidad de una cirugía de reemplazo de articulaciones en algunos pacientes. Además, mediante la inserción de un gen en el cartílago recién cultivado y su activación con un fármaco, el gen puede orquestar la liberación de moléculas anti-inflamatorias para luchar contra el retorno de la artritis, que generalmente es lo que desencadena tales problemas en las articulaciones en el primer lugar.


"Cuando hay inflamación, podemos dar a un paciente un medicamento simple, que activa el gen que hemos implantado, para reducir la inflamación en la articulación", afirma Guilak, también profesor de Biología del Desarrollo y de Ingeniería Biomédica. "Podemos dejar de dar el medicamento en cualquier momento, lo cual desactiva el gen", añade.


Esta terapia génica es importante, explica, porque cuando los niveles de moléculas inflamatorias se elevan en una articulación, el cartílago se destruye y el dolor aumenta. Mediante la adición de la terapia génica a la técnica de células madre y andamios, Guilak y sus colegas creen que será posible convencer a las articulaciones de los pacientes para que se defiendan de la artritis y funcionen mejor durante un tiempo más largo.


El andamio 3-D se construye utilizando un patrón de tejido que le da al dispositivo la estructura y propiedades del cartílago normal. Franklin Moutos, vicepresidente de desarrollo de la tecnología en Cytex, subraya que la estructura única es el resultado de aproximadamente 600 haces de fibras biodegradables juntas para crear un tejido de alto rendimiento que puede funcionar como cartílago normal.


"Como prueba de ello, los implantes de tejidos son lo suficientemente fuertes para soportar cargas de hasta diez veces el peso corporal de un paciente, que suele ser lo que nuestras articulaciones deben soportar cuando hacemos ejercicio", afirma Moutos.


lunes, 15 de junio de 2015

La artritis podría tener su propia terapia celular

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20150610/abci-atritis-celulas-madre-201506091924.html


Identifican y asilan las células madre que son capaces de reparar el cartílago dañado o tejido articular.



La identificación de células madre que pueden regenerar los tejidos, el cartílago y el hueso podría suponer un gran avance para el tratamiento de la artritis. El trabajo, que se publica en «Stem Cell Reports», ha logrado aislar las células madre que son capaces de reparar el cartílago dañado o tejido articular, según explican sus autores.


Las células madre se mezclan dentro de las células del estroma de la médula ósea humana, pero son similares en apariencia y hasta ahora los científicos han tenido serias dificultades para distinguirlas. Pero este equipo de la Universidad de York (Gran Bretaña) y del Erasmus Medical Centre (Holanda) han logrado aislarlas de forma individual y han podido así analizar sus diferentes propiedades diferentes. Asimismo han aislado un raro subconjunto de células madre en la médula ósea que aunque no tienen capacidad para la reparación tisular, parece desempeñar un papel prominente en la función inmune.



Aunque se ha avanzado mucho en los tratamientos celulares, explica Paul Genever, de la Universidad de York, no se habían dado pasos importantes en osteoartritis, y hasta ahora «ha sido una especie de lotería porque desconocíamos las propiedades precisas de cada una de las células». Por fin, continúa, «ya sabemos qué células son buenas en la regeneración de los tejidos, del cartílago y del hueso. Esto ayudará en la búsqueda de terapias más específicas para los pacientes con artritis».


miércoles, 22 de abril de 2015

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

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


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



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



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


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


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


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


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


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


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

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




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


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


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






Citation: 

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



domingo, 8 de marzo de 2015

Scientists move closer to creating cartilage from stem cells

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2015-03-scientists-closer-cartilage-stem-cells.html


Scientists have succeeded in producing cartilage formed from embryonic stem cells that could in future be used to treat the painful joint condition osteoarthritis.



In research funded by Arthritis Research UK, Professor Sue Kimber and her team in the Faculty of Life Sciences at The University of Manchester have developed a protocol under strict laboratory conditions to grow and transform embryonic stem cells into cartilage cells (also known as chondrocytes).


Professor Kimber said: "This work represents an important step forward in treating cartilage damage by using embryonic stem cells to form new tissue, although it's still in its early experimental stages."


Their research was published in Stem Cells Translational Medicine.


During the study, the team analysed the ability of embryonic stems cells to become precursor cartilage cells. They were then implanted into cartilage defects in the knee joints of rats.


After four weeks cartilage was partially repaired and following 12 weeks a smooth surface, which appeared similar to normal cartilage, was observed. Further study of this newly regenerated cartilage showed that cartilage cells from embryonic stem cells were still present and active within the tissue.


Developing and testing this protocol in rats is the first step in generating the information needed to run a study in people with arthritis. Before this will be possible more data will need to be collected to check that this protocol is effective and that there are no toxic side-effects.


But researchers say that this study is very promising as not only did this protocol generate new, healthy-looking cartilage but also importantly there were no signs of any side-effects such as growing abnormal or disorganised, joint tissue or tumours. Further work will build on this finding and demonstrate that this could be a safe and effective treatment for people with joint damage.


Chondrocytes created from adult stem cells are currently being experimentally used but as they cannot be currently be produced in large amounts, the procedure is expensive.


With their huge capacity to proliferate, embryonic stem cells, which can be manipulated to form almost any type of mature cell, offer the possibility of high-volume production of cartilage cells. Their use would also be cheaper and applicable to a greater number of arthritis patients, the researchers claim.


"We've shown that the protocol we've developed has strong potential for developing large numbers of chondrogenic cells appropriate for clinical use," added Prof Kimber. "These results thus mark an important step forward in supporting further development toward clinical translation."


Osteoarthritis affects more than eight million people in the UK, and is a major cause of disability. It occurs when cartilage at the ends of bones wears away causing joint pain and stiffness.


Director of research at Arthritis Research UK Dr Stephen Simpson added: "Current treatments of osteoarthritis are restricted to relieving painful symptoms, with no effective therapies to delay or reverse cartilage degeneration. Joint replacements are successful in older patients but not young people, or athletes who've suffered a sports injury.


"Embryonic stem cells offer an alternative source of cartilage cells to adult stem cells, and we're excited about the immense potential of Professor Kimber's work and the impact it could have for people with osteoarthritis."








sábado, 17 de enero de 2015

Bone stem cells shown to regenerate bones and cartilage in adult mice

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2015-01-bone-stem-cells-shown-regenerate.html



The osteochondroretricular stem cell, a newly identified type of bone stem cell that appears to be vital to skeletal development and may provide the basis for novel treatments for osteoarthritis, osteoporosis, and bone fractures. In this illustration of the head of a femur (the thigh bone), osteochondroretricular stem cells are visualized in red. 






A stem cell capable of regenerating both bone and cartilage has been identified in bone marrow of mice. The discovery by researchers at Columbia University Medical Center (CUMC) is reported in the online issue of the journal Cell.



The cells, called osteochondroreticular (OCR) stem cells, were discovered by tracking a protein expressed by the cells. Using this marker, the researchers found that OCR cells self-renew and generate key bone and cartilage cells, including osteoblasts and chondrocytes. Researchers also showed that OCR stem cells, when transplanted to a fracture site, contribute to bone repair.


"We are now trying to figure out whether we can persuade these cells to specifically regenerate after injury. If you make a fracture in the mouse, these cells will come alive again, generate both bone and cartilage in the mouse—and repair the fracture. The question is, could this happen in humans," says Siddhartha Mukherjee, MD, PhD, assistant professor of medicine at CUMC and a senior author of the study.


The researchers believe that OCR stem cells will be found in human bone tissue, as mice and humans have similar bone biology. Further study could provide greater understanding of how to prevent and treat osteoporosis, osteoarthritis, or bone fractures.


"Our findings raise the possibility that drugs or other therapies can be developed to stimulate the production of OCR stem cells and improve the body's ability to repair bone injury—a process that declines significantly in old age," says Timothy C. Wang, MD, the Dorothy L. and Daniel H. Silberberg Professor of Medicine at CUMC, who initiated this research. Previously, Dr. Wang found an analogous stem cell in the intestinal tract and observed that it was also abundant in the bone.



Schematic of the head of a femur (the thigh bone), showing OCR stem cells in red and the growth of bone (green), cartilage and stromal cells. 





"These cells are particularly active during development, but they also increase in number in adulthood after bone injury," says Gerard Karsenty, MD, PhD, the Paul A. Marks Professor of Genetics and Development, chair of the Department of Genetics & Development, and a member of the research team.


The study also showed that the adult OCRs are distinct from mesenchymal stem cells (MSCs), which play a role in bone generation during development and adulthood. Researchers presumed that MSCs were the origin of all bone, cartilage, and fat, but recent studies have shown that these cells do not generate young bone and cartilage. The CUMC study suggests that OCR stem cells actually fill this function and that both OCR stems cells and MSCs contribute to bone maintenance and repair in adults.


The researchers also suspect that OCR cells may play a role in soft tissue cancers.





More information: Gremlin 1 Identifies a Skeletal Stem Cell with Bone, Cartilage, and Reticular Stromal Potential, Volume 160, Issues 1-2, p269–284, 15 January 2015. www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(14)01519-0



viernes, 16 de enero de 2015

Bone stem cells shown to regenerate bone and cartilage in adult mice

Fuente: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-01/cumc-bsc011515.php


Cells could be exploited to treat osteoarthritis and osteoporosis.




A stem cell capable of regenerating both bone and cartilage has been identified in bone marrow of mice. The discovery by researchers at Columbia University Medical Center (CUMC) is reported in the online issue of the journal Cell. Read more: http://newsroom.cumc.columbia.edu/?p=32074.





The cells, called osteochondroreticular (OCR) stem cells, were discovered by tracking a protein expressed by the cells. Using this marker, the researchers found that OCR cells self-renew and generate key bone and cartilage cells, including osteoblasts and chondrocytes. Researchers also showed that OCR stem cells, when transplanted to a fracture site, contribute to bone repair.




"We are now trying to figure out whether we can persuade these cells to specifically regenerate after injury. If you make a fracture in the mouse, these cells will come alive again, generate both bone and cartilage in the mouse--and repair the fracture. The question is, could this happen in humans," says Siddhartha Mukherjee, MD, PhD, assistant professor of medicine at CUMC and a senior author of the study.




The researchers believe that OCR stem cells will be found in human bone tissue, as mice and humans have similar bone biology. Further study could provide greater understanding of how to prevent and treat osteoporosis, osteoarthritis, or bone fractures.




"Our findings raise the possibility that drugs or other therapies can be developed to stimulate the production of OCR stem cells and improve the body's ability to repair bone injury--a process that declines significantly in old age," says Timothy C. Wang, MD, the Dorothy L. and Daniel H. Silberberg Professor of Medicine at CUMC, who initiated this research. Previously, Dr. Wang found an analogous stem cell in the intestinal tract and observed that it was also abundant in the bone.




"These cells are particularly active during development, but they also increase in number in adulthood after bone injury," says Gerard Karsenty, MD, PhD, the Paul A. Marks Professor of Genetics and Development, chair of the Department of Genetics & Development, and a member of the research team.




The study also showed that the adult OCRs are distinct from mesenchymal stem cells (MSCs), which play a role in bone generation during development and adulthood. Researchers presumed that MSCs were the origin of all bone, cartilage, and fat, but recent studies have shown that these cells do not generate young bone and cartilage. The CUMC study suggests that OCR stem cells actually fill this function and that both OCR stems cells and MSCs contribute to bone maintenance and repair in adults.




The researchers also suspect that OCR cells may play a role in soft tissue cancers.









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The paper is titled, "Gremlin 1 identifies a skeletal stem cell with bone, cartilage and reticular stromal potential." The other contributors are Daniel L. Worthley (CUMC, University of Adelaide, SA, Australia, South Australian Health and Medical Research Institute, SA, Australia, and Royal Children's Hospital, Vic., Australia), Michael Churchill (CUMC), Jocelyn T. Compton (CUMC), Yagnesh Tailor (CUMC), Meenakshi Rao (CUMC), Yiling Si (CUMC), Daniel Levin (Keck School of Medicine of the University of Southern California, CA), Matthew G. Schwartz (Harvard Medical School, Cambridge, MA), Aysu Uygur (Harvard), Yoku Hayakawa (CUMC), Stefanie Gross (CUMC), Bernhard W. Renz (CUMC), Wanda Setlik (CUMC), Ashley N. Martinez (CUMC), Xiaowei Chen (CUMC), Saqib Nizami (CUMC), Heon Goo Lee (CUMC), H. Paco Kang (CUMC), Jon-Michael Caldwell (CUMC), Samuel Asfaha (CUMC), C. Benedikt Westphalen (CUMC and University Hospital Munich, Ludwig-Maximilians-University Munich - Campus Groβhadern, Munich, Germany), Trevor Graham (Barts and the London School of Medicine and Dentistry, Queen Mary University of London, London, UK), Guangchun Jin (CUMC), Karan Nagar (CUMC), Hongshan Wang (CUMC), Mazen A. Kheirbek (CUMC), Alka Kolhe (CUMC), Jared Carpenter (CUMC), Mark Glaire (CUMC), Abhinav Nair (CUMC), Simon Renders (CUMC), Nicholas Manieri (Washington University in St Louis, MO), Sureshkumar Muthupalani (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA), James G. Fox (MIT), Maximilian Reichert (University of Pennsylvania Perelman School of Medicine, Philadelphia, PA), Andrew S. Giraud (CUMC), Robert F. Schwabe (CUMC), Jean-Phillipe Pradere (CUMC and Université Paul Sabatier, Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires, Toulouse, France), Katherine Walton (University of Michigan, Ann Arbor, MI), Ajay Prakash (Michigan), Deborah Gumucio (Michigan), Anil K. Rustgi (Pennsylvania), Thaddeus S. Stappenbeck (Washington), Richard A. Friedman (CUMC), Michael D. Gershon (CUMC), Peter Sims (CUMC), Tracy Grikscheit (Keck School of Medicine of the University of Southern California, Los Angeles, CA), and Francis Y. Lee (CUMC).




The authors declare no financial or other conflicts of interest.




The study was funded by grants from the National Institutes of Health (5U54 CA126513, R01 RHL115145A, AR056246, and EB006834),), the Robert Carroll and Jane Chace Carroll Laboratories, the American Cancer Society, the NH&MRC and Menzies Foundation, Cancer Council SA's Beat Cancer Project on behalf of its donors and the State Government of South Australia through the Department of Health, Gastroenterological Society of Australia, the American Gastroenterological Association, the American Association for Cancer Research, the Royal Australasian College of Physicians, and the Columbia University Ines Mandl Postdoctoral research fellowship.




Columbia University Medical Center provides international leadership in basic, preclinical, and clinical research; medical and health sciences education; and patient care. The medical center trains future leaders and includes the dedicated work of many physicians, scientists, public health professionals, dentists, and nurses at the College of Physicians and Surgeons, the Mailman School of Public Health, the College of Dental Medicine, the School of Nursing, the biomedical departments of the Graduate School of Arts and Sciences, and allied research centers and institutions. Columbia University Medical Center is home to the largest medical research enterprise in New York City and State and one of the largest faculty medical practices in the Northeast. For more information, visit cumc.columbia.edu or columbiadoctors.org.




The Herbert Irving Comprehensive Cancer Center (HICCC) of Columbia University and New York-Presbyterian Hospital is dedicated to the cure of cancer through innovative basic, clinical, and population-based research and outstanding patient care. HICCC researchers and physicians are dedicated to understanding the biology of cancer and to applying that knowledge to the design of cancer therapies and prevention strategies that reduce its incidence and progression and improve the quality of the lives of those affected by cancer. Initially funded by the National Cancer Institute (NCI) in 1972 and designated comprehensive in 1979, the HICCC is one of 41 NCI-designated comprehensive cancer centers in the United States, of which only three are in New York State. The designation recognizes the Center¹s collaborative environment and expertise in harnessing translational research to bridge scientific discovery to clinical delivery, with the ultimate goal of successfully introducing novel diagnostic, therapeutic, and preventive approaches to cancer. For more information, visit www.hiccc.columbia.edu.


viernes, 31 de enero de 2014

Células madre para reparar articulaciones

Fuente: http://www.hoy.es/v/20140129/regional/celulas-madre-para-reparar-20140129.html


«Conseguir regenerar el cartílago es digno de premio Nobel», dice, medio en serio medio en broma, Angelo Tapia, veterinario del equipo de investigación del Centro de Mínima Invasión Jesús Usón que trabaja en el proyecto Cartman.

Este proyecto tiene el objetivo de diseñar un biomaterial implantable en el cuerpo humano y que sea aplicable al tratamiento de las lesiones osteoarticulares. Esto es, lograr que las personas afectadas de osteoartritis, patología que daña el cartílago de las articulaciones, puedan mejorar de sus lesiones mediante un proceso de cirugía de mínima invasión.

Pero para llegar a conseguirlo es necesario el desarrollo de una investigación multidisciplinar en la que participan tres grupos. «El primero es una empresa, el segundo es el hospital de Bilbao y el tercero nosotros, en el Centro de Cirugía», manifiesta Javier García, investigador principal del equipo cacereño.

Cada una de las partes tiene su función. La de la empresa es desarrollar la máquina que fabrica el biomaterial y el grupo del hospital realiza los ensayos in vitro, para ver cómo se comportan las células humanas con el biomaterial. «Una vez que se pasa del ensayo in vitro llegan las pruebas en los modelos animales, que es lo que realizamos aquí aplicando el modelo porcino», expone García sobre lo que se denomina la fase preclínica del conjunto del proyecto, que a su vez está dividida en varios procesos.

El primero consiste en identificar las células madre adultas de origen porcino, que sería el material biológico con propiedades terapéuticas. Por otro lado hay que desarrollar el patrón de osteoartritis o, lo que es lo mismo, originar la patología en los animales que van a servir como pacientes en la fase preclínica. «El reto innovador es provocar el daño siempre igual. Lo que estamos haciendo es buscar la mejor forma de generar la lesión en el cartílago», apunta Tapia, que añade que para hacerlo van a utilizar un equipo de ultrasonido y es que para que la investigación sea válida, la lesión tiene que ser la misma en todos los animales.

Una vez cumplimentadas estas dos fases, se trata de rellenar in vitro el biomaterial con las células madre para combinarlo todo. «Estas células poseen capacidades antiinflamatorias que reducirían la sintomatología pudiendo favorecer la regeneración osteoarticular», expone el director del proyecto.

El siguiente paso es implantar la combinación en el animal y realizar un seguimiento por técnicas de cirugía y de imagen, mediante resonancias magnéticas y artroscopias, para ver la evolución de las lesiones. «Esto durará entre tres y seis meses», adelanta García.

El final de la investigación consiste en tomar las muestras de las articulaciones de los animales en los que se haya implantado el biomaterial y, mediante técnicas de microscopía, determinar si el cartílago se ha recuperado correctamente de la lesión creada. «El cartílago es un tejido poco arraigado y de difícil regeneración, por lo que tendremos que ver si se mejora de la lesión y se recupera la funcionalidad de la articulación», afirma García.

El proyecto Cartman tiene como fecha de finalización el año 2015. «Hasta esa fecha nuestro objetivo será demostrar que el tratamiento es seguro y evaluar su efectividad», indica el investigador principal. En ese momento podría empezar lo que se denominaría como fase clínica, que supone que los hospitales pueden probar el biomaterial en pacientes humanos. «Una vez terminado nuestro proyecto, la Agencia del Medicamento tiene que aprobar su uso y, solo entonces, llegaría la fase clínica, que sería un proyecto nuevo», explica García, que define el tratamiento como paliativo y no preventivo y reconoce que este tipo de terapias siguen siendo aplicables en países ricos. Por lo que la idea del proyecto es la generación de biomateriales a bajo coste para que lleguen a la mayoría de los hospitales y a los países en vías de desarrollo.

viernes, 3 de mayo de 2013

RNL BIO Co. Ltd. comenzará el ensayo clínico en Fase II de RNL-JointStem para la osteoartritis

Fuente: http://noticias.lainformacion.com/salud/genetica/comunicado-rnl-bio-co-ltd-comenzara-el-ensayo-clinico-en-fase-ii-de-rnl-jointstem-para-la-osteoartritis_9gs0bF4Moi9ZCyWZ3MuT65/


RNL BIO, una compañía de biotecnología de células madre dedicada a la comercialización de productos de terapia autólogos para una variedad de indicaciones degenerativas, isquemias y otras, ha anunciado que ha presentado su aplicación de Nuevo Fármaco en Investigación (IND) a la Administración de Fármacos y Alimentos (FDA) para comenzar los ensayos clínicos con el producto de células madre de tejido adiposo, calificado RNL-JointStem, para el tratamiento de la osteoartritis (OA). Asumiendo la aprobación del IND por el Centro de Evaluación e Investigación Biológica (CBER) de la FDA, RNL BIO planea iniciar su ensayo clínico doble ciego, aleatorio, de control positivo en Fase II durante el tercer trimestre de 2013 en Sugarland, Texas. El Dr. Jason Dragoo de Stanford University y el Dr. David Alan Fisher de Indiana University actuaron como revisores y completaron la revisión del protocolo ahora bajo evaluación de la FDA. Los ensayos clínicos en Fase I y Fase II de RNL-JointStem ya han sido completados bajo la autoridad de la Administración Coreana de Fármacos y Alimentos (KFDA).

"Estamos muy ilusionados con la presentación de un IND para RNL-JointStem porque nos lleva más cerca de un ensayo clínico con RNL-JointStem en Estados Unidos," dijo Jeong-Chan Ra, consejero delegado y presidente de RNL BIO. "Nuestro objetivo para este ensayo es alcanzar la demostración global de que RNL-JointStem es eficaz. Si nuestro ensayo tiene éxito puede conducir a un cambio de paradigma en el tratamiento de la osteoartritis, empleando productos derivados de células madre del tejido graso propio de un paciente." Entre las ventajas clave demostradas en ensayos anteriores de RNL-JointStem está que es administrado en una sola inyección, a diferencia de los muchos tratamientos invasivos actualmente empleados en el tratamiento de la OA. "Los tratamientos de esta condición crónica dolorosa suelen aliviar el dolor, no añadirse a él," dijo el Dr. Ra. "Esperamos confirmar la eficacia de RNL-JointStem para la regeneración del cartílago, la reducción del dolor y la mejora de la función articular para los pacientes de OA, y que vea la aprobación en el mercado a su debido tiempo."

El ensayo clínico comparará RNL-JointStem a las modalidades existentes utilizando ácido hialurónico (HA). La población de pacientes para este ensayo clínico inicial incluirá a pacientes diagnosticados con osteoartritis y aquellos cuyos médicos crean que cumplen los requisitos de la candidatura. El mercado deseado para RNL-JointStem es el de pacientes de menos de 60 años de edad para los que no hay una terapia eficaz en la actualidad.



La artritis degenerativa es el tipo más común de artritis. Se estima que unos 26,9 millones de americanos de 25 años de edad o mayores tienen artritis degenerativa clínica de algunas articulaciones, con un porcentaje mayor de achaques en la población mayor. Sus manifestaciones clínicas incluyen dolor de articulaciones y discapacidad del movimiento, y los tejidos circundantes a menudo están afectados con inflamación local. La etiología de la artritis degenerativa no está completamente comprendida; sin embargo, las lesiones, edad y genética han sido considerados entre los factores de riesgo.

La artritis degenerativa es una enfermedad debilitadora progresiva que afecta mayoritariamente al cartílago, con cambios asociados en el hueso. El cartílago posee capacidades curativas y regenerativas intrínsecas limitadas.



Debido a la incidencia en aumento de los casos de artritis degenerativa y el envejecimiento de la población junto con las elecciones terapéuticas ineficientes, son necesarias nuevas estrategias de reparación del cartílago. Se estima que el mercado para un producto eficaz terapéuticamente para esta indicación es muy grande.



Un Nuevo Fármaco en Investigación (IND) es un procedimiento para la autorización a realizar un ensayo clínico en Estados Unidos. Un IND se requiere siempre que sea deseado el resultado de un ensayo clínico en Estados Unidos. El IND incluye información relacionada con la calidad, fabricación y control del Investigational Medicinal Product, datos de los estudios pre-clínicos y uso clínico previsto. Como parte del IND son necesarios una valoración general de los riesgos-beneficios, análisis críticos de los datos pre-clínicos en relación a los riesgos potenciales y beneficios del estudio propuesto.



Los estudios de intervenciones clínicas empleando productos biológicos, incluyendo células madre autólogas, son rigurosamente controlados por el Centro de Evaluación e Investigación Biológica (CBER) de la FDA. Una serie de ensayos clínicos en fase es requerida para la FDA después de que un IND sea juzgado para ser aceptable a CBER y una junta de revisión local institucional (IRB). El énfasis en Fase I está en la seguridad, y el énfasis en Fase II está en la efectividad. Los ensayos clínicos en fase II están diseñados para centrarse más explícitamente en la eficacia del estudio (cómo de bien funciona el producto biológico en la dosis prescrita).



RNL BIO es una importante compañía de Corea del Sur de biotecnología centrada en la investigación y desarrollo de tecnologías de células madre adultas. RNL ha completado un ensayo en fase I para el daño de médula espinal y un ensayo clínico en fase II para osteoartritis, bajo la KFDA en Corea del Sur y está cerca de la finalización del ensayo para la enfermedad de Buerger.

jueves, 14 de febrero de 2013

Stem cell breakthrough could lead to new bone repair therapies on nanoscale surfaces

Fuente: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130211090846.htm?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+sciencedaily+%28ScienceDaily%3A+Latest+Science+News%29

Scientists at the University of Southampton have created a new method to generate bone cells which could lead to revolutionary bone repair therapies for people with bone fractures or those who need hip replacement surgery due to osteoporosis and osteoarthritis.


The research, carried out by Dr Emmajayne Kingham at the University of Southampton in collaboration with the University of Glasgow and published in the journal Small, cultured human embryonic stem cells on to the surface of plastic materials and assessed their ability to change.

Scientists were able to use the nanotopographical patterns on the biomedical plastic to manipulate human embryonic stem cells towards bone cells. This was done without any chemical enhancement.

The materials, including the biomedical implantable material polycarbonate plastic, which is a versatile plastic used in things from bullet proof windows to CDs, offer an accessible and cheaper way of culturing human embryonic stem cells and presents new opportunities for future medical research in this area.

Professor Richard Oreffo, who led the University of Southampton team, explains: "To generate bone cells for regenerative medicine and further medical research remains a significant challenge. However we have found that by harnessing surface technologies that allow the generation and ultimately scale up of human embryonic stem cells to skeletal cells, we can aid the tissue engineering process. This is very exciting.

"Our research may offer a whole new approach to skeletal regenerative medicine. The use of nanotopographical patterns could enable new cell culture designs, new device designs, and could herald the development of new bone repair therapies as well as further human stem cell research," Professor Oreffo adds.

This latest discovery expands on the close collaborative work previously undertaken by the University of Southampton and the University of Glasgow. In 2011 the team successfully used plastic with embossed nanopatterns to grow and spread adult stem cells while keeping their stem cell characteristics; a process which is cheaper and easier to manufacture than previous ways of working.

Dr Nikolaj Gadegaard, Institute of Molecular Cell and Systems Biology at the University of Glasgow, says: "Our previous collaborative research showed exciting new ways to control mesenchymal stem cell -- stem cells from the bone marrow of adults -- growth and differentiation on nanoscale patterns.

"This new Southampton-led discovery shows a totally different stem cell source, embryonic, also respond in a similar manner and this really starts to open this new field of discovery up. With more research impetus, it gives us the hope that we can go on to target a wider variety of degenerative conditions than we originally aspired to. This result is of fundamental significance."

The study was funded by the Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC).

sábado, 26 de enero de 2013

Stem cell therapy to repair damaged knee cartilage

Fuente: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/01/130124163246.htm

Rush University Medical Center is conducting the nation's first clinical study of an innovative stem cell drug, Cartistem, to repair knee cartilage damaged by aging, trauma or degenerative diseases such as osteoarthritis.


Cartistem is manufactured from mesenchymal stem cells derived from allogeneic (donor) umbilical cord blood. Umbilical cord blood is a readily accessible source of high-quality stem cells, is associated with minimal health risks and carries relatively few ethical concerns.

The stem cells are mixed with hyaluronan, a natural polymer that plays a major role in wound healing and is a building block of joint cartilage. Cartistem is surgically administered into the area of cartilage damage following an arthroscopic surgery as an adjunct to microfracture, a commonly used technique used to repair cartilage damage.

The principal investigator on the study is Dr. Brian Cole, a professor in the department of orthopedics and anatomy and cell biology at Rush University Medical Center. Dr. Cole is the head of Rush's Cartilage Restoration Center and is also the head team physician for the Chicago Bulls. Cole and his co-researchers will assess the drug's safety as well as its ability to regenerate cartilage repair tissue and reduce pain in patients with localized cartilage loss in the knee.

Treating cartilage damage can be problematic because the tissue does not contain blood vessels or nerves and therefore has a limited ability to re-grow. Various treatments for cartilage degeneration, such as drug therapy, arthroscopy and joint replacement, yield mixed results and are unable to regenerate damaged tissue.

"Finding a biological solution for cartilage regeneration in orthopedics is one of the fastest growing areas of research and development in our specialty, said Cole. "Rush is spearheading this field of research with the ultimate goal of safely improving outcomes and sparing patients from having more complicated surgery at a relatively young age."

The two-year, phase I/IIa study will enroll a total of 12 participants aged 18 years and older, with a body mass index of less than 35. Initially, six individuals with lesions sized 2 to 5 centimeters will be recruited into the study; an additional six volunteers with lesions larger than 5 centimeters will be enrolled sequentially. Each participant will undergo eligibility screening followed by a 12-month observation period to determine the safety and efficacy of the drug with an additional long-term follow-up evaluation at 24 months.

"With a burgeoning aging, yet active population, our patients are looking for effective non-joint replacement solutions to treat their damaged knee cartilage," said Cole. "This research is significant in that it utilizes a commonly performed operation (microfracture) in an effort to improve upon variable outcomes."

"Notably, this is a treatment for patients with localized cartilage damage and not for patients who are diagnosed with diffuse or bone on bone arthritis who have otherwise been told they require a knee replacement." said Cole.