Research gives new hope for restoring cells in damaged brains and spinal cords

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2015-01-cells-brains-spinal-cords.html

What motivates Penn State scientists and their students to devote countless hours trying to solve tough research mysteries? For Gong Chen, a biology professor at Penn State, the answer is rooted in a desire to help relieve the suffering of patients and their loved ones.

"I want to help people who are suffering from injuries and diseases of the brain and spinal cord," he told a crowd of Alzheimer's patients and their friends and family at Medlar Field at Lubrano Park.

During the Alzheimer's Association's Walk to End Alzheimer's Disease in October, the crowd broke into applause, cheers and some tears when Chen announced his lab's most recent research achievement.

"We have developed a revolutionary approach for reversing scarred tissues inside the brain back into normal neural tissue," he said.

Chen, who is Penn State's Verne M. Willaman Chair in the Life Sciences, directs a research team that is working on simultaneous research projects related to brain and spinal-cord disorders. These disorders include Alzheimer's disease, Parkinson's disease, amyotrophic lateral sclerosis, stroke, traumatic brain injury, spinal-cord injury, epilepsy, autism and schizophrenia.

The lab's technique for repairing scarred tissues in the brain is the latest in a recent series of discoveries that have been published by highly respected scientific journals including Cell, Nature, Cell Stem Cell and Nature Communications, among others.

The brain has neuronal cells, called neurons, and another kind called glial cells. When glial cells are healthy, they are important components of the brain's nervous system. Healthy glial cells surround neurons—the brain's nerve cells—and provide them with support, protection, insulation, oxygen and nutrients. But when neural tissue is damaged by strokes or trauma, the glial cells will react by multiplying—sometimes so excessively that they clog up the nervous system and form a glial scar, causing even more health problems for patients.

For example, glial scars that form after an injury to the spinal cord can create a blockage in the spinal cord, which may shut down the communication channel between the brain and muscles that control the legs, leaving the person unable to walk.

Recent research, published in Cell Stem Cell, describes the successful tests of Chen's lab's new technique in behavioral tests with a strain of laboratory mice known to have memory deficits and brain-cell abnormalities similar to those of human patients with Alzheimer's disease. The research demonstrated that, even in very old mice with Alzheimer's disease, Chen's team was able to regenerate many functional neurons from the internal glial cells of these mice and to replenish the lost neurons in the brains of the mice. This research raises the hope that neural-replacement therapy might someday help human patients.

Chen's lab has taken another big step by proving, as well, that human glial cells can be changed directly into neuronal cells—although this research with human brain cells can only be done in petri dishes in the lab at this time.

"Currently, there is no method available, other than the one we have developed, to repair brains by reversing glial scars back to normal neural tissues," Chen said.

The research is important because it suggests a whole new research approach for developing a novel and effective therapy for Alzheimer's disease.

"Many other research teams are injecting stem cells that are not the same as a patient's own cells into the brain to make new neurons there, but they are facing rejection by the immune system and other setbacks," Chen said. "Our technology is different. Because our method is changing the brain's own glial cells into neuronal cells, it does not require transplantation."

Chen's lab now is working on developing techniques for both gene therapy and drug therapy with the goal of moving the research through all the stages of human clinical trials that will be necessary before the therapies can be used to treat patients.

"Gene therapy will require brain surgery, but the treatments can be delivered directly into the brain. Drug therapy uses chemically-synthesized compounds and potentially can be developed into drug pills," Chen said. "It is exciting to imagine that, someday, patients may be able to take drug tablets every morning to regenerate new neurons in their brains."

Chen said he hopes that his lab's new technology eventually can be used to help patients with a range of neural injuries and diseases involving scarring of glial cells.

"This area of our research is focused on discovering effective treatments for brain disorders including Alzheimer's disease, Parkinson's disease and ALS—which involve the degeneration of neurons; stroke—which involves neuron injuries caused by events inside the brain; traumatic brain injury and spinal-cord injuries—which involve neuron damage caused by traumas from external forces like accidents and violence; and epilepsy, which can be caused by many factors," he said.

In addition to these kinds of disorders, Chen's lab also has research projects focused on autism and schizophrenia, which are neuropsychiatric disorders.

"We are working hard to move our research from the lab bench to the bedside as quickly as possible in order to directly help patients suffering from a wide range of brain and spinal-cord conditions," Chen said. "I want to let people know that our current research results can give them good reasons to hope."

New stem cell technology reveals fresh insights into motor neuron disease

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2015-01-stem-cell-technology-reveals-fresh.html

Polio spinal diagram. The poliovirus affects the motor neurons of the anterior horn cells, or the ventral (front) grey matter section in the spinal column, which control movement of the trunk and limb muscles including the intercostal muscles. 

Scientists at the University of St Andrews have discovered new ways of studying what happens to motor neurons affected by motor neuron disease (MND) by using stem cells derived from patient skin samples, according to research published in Nature Communications.

MND is a progressive neurodegenerative condition that attacks motor neurons, specialised nerve cells in the brain and spinal cord, causing the loss of signals from the brain to muscles and eventually leading to paralysis.

Approximately 5000 people in the UK live with MND at any one time, with approximately 5 people dying of the disease every day. There is currently no cure for MND and treatment options are limited.

The joint research project led by scientists from the University of St Andrews and the University of Edinburgh has shown that even before they show any signs of damage, motor neurons affected by MND lose the ability to generate the electrical signals required to make muscles contract due to changes in specialised proteins called ion channels.

Dr Gareth Miles from the University of St Andrews and lead researcher on the project, said:

"Learning more about how and why motor neurons are lost in MND plays a crucial role in developing new treatments and ultimately finding a cure for this devastating disease. Using new developments in stem cell technology has enabled us to compare the function of motor neurons from healthy individuals with those from patients suffering from different forms of MND."

Dr Miles was supported in his research by University of St Andrews' PhD student Anna-Claire Devlin and Professor Siddharthan Chandran from the University of Edinburgh.

Dr Miles continued:

"Our findings suggest this may be an early step in understanding and ultimately treating the disease process of MND and highlights ion channels as potential targets for future therapies. Our work also demonstrates that studying the function of stem cell-derived motor neurons could be important for the development and testing of new drugs to treat and eventually cure the disease."

About motor neurone disease (MND):

• MND is a fatal, rapidly progressive disease that affects the brain and spinal cord.
• It attacks the nerves that control movement; people can still think and feel, but their muscles refuse to work.
• It can leave people locked in a failing body, unable to move, talk, and eventually, breathe.
• It affects people from all communities.
• It kills five people every day in the UK - 30% within a year and more than 50% within 2 years of diagnosis
• It has no cure.

More information: Anna-Claire Devlin, Karen Burr, Shyamanga Borooah, Joshua D. Foster, Elaine M. Cleary, Imbisaat Geti, Ludovic Vallier, Christopher E. Shaw, Siddharthan Chandran and Gareth B. Miles. "Human iPSC-derived motoneurons harbouring TARDBP or C9ORF72 ALS mutations are dysfunctional despite maintaining viability." (in press)

Buscan mecanismos comunes entre diabetes y enfermedades neurodegenerativas

Fuente: http://www.abc.es/agencias/noticia.asp?noticia=1716177

Un proyecto para identificar mecanismos moleculares comunes entre diabetes y enfermedades neurodegenerativas es una de las iniciativas que se presentan en las Jornadas Anuales del Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) del Instituto de Salud Carlos III, que se celebran en Girona.

Según informa este centro médico, la cita gira este año sobre la aplicación clínica, por lo que un experto orientará sobre la puesta en práctica de cada uno de los proyectos.

Neurología, enfermedades respiratorias, infecciosas, crónicas, raras, trastornos musculoesqueléticos, oftalmología, cardiología, implantes y oncología son algunos de los ejes de debate.

Por lo que se refiere a la conexión entre diabetes y enfermedades neurodegenerativas, el proyecto, que lidera Ángel Raya al frente de un grupo de investigación del CIBER-BBN en el Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona, pretende identificar esos mecanismos moleculares comunes entre diabetes y enfermedades neurodegenerativas.

"Numerosos estudios han puesto de manifiesto que los pacientes con enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer o Parkinson tienen un riesgo elevado de padecer diabetes", ha señalado Raya, quien recuerda que, "del mismo modo, los afectados por diabetes desarrollan con más frecuencia trastornos neurodegenerativos".

En este trabajo, que forma parte de una convocatoria de Proyectos Integrados de Excelencia financiada por el Instituto de Salud Carlos III, se utilizarán modelos experimentados avanzados de enfermedades neurodegenerativas para estudiar sistemáticamente cuál es el efecto de las alteraciones que pueden causar diabetes e identificar mecanismos moleculares comunes a ambos tipos de patologías.

Otro proyecto destacado, denominado "Nanomedicina personalizada para células madre de cáncer de mama triple negativo", se presentará también en Girona, después de una labor de seis meses financiada por el programa 'La Marató', de TV3.

El objetivo es diseñar nuevos vehículos de escala nanoscópica que contengan los fármacos más eficaces para atacar este tipo de tumor con un pronóstico de supervivencia muy bajo.

"La idea es introducir el fármaco en las células madre cancerosas, más abundantes en este tipo de tumores que en otros, razón por la cual son más agresivos y más resistentes a la radio y a la quimioterapia", señala la investigadora de la Universidad Autónoma de Barcelona y del CIBER-BBN Esther Vázquez, que coordina el proyecto.

El Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER) es un consorcio dependiente del Instituto de Salud Carlos III (Ministerio de Economía y Competitividad) que, en su Área Temática de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), está formado por 46 grupos de investigación, seleccionados sobre la base de su excelencia científica.

Multiple neurodevelopmental disorders have a common molecular cause

Fuente: http://www.sciencecodex.com/multiple_neurodevelopmental_disorders_have_a_common_molecular_cause-143243

Neurodevelopmental disorders such as Down syndrome and autism-spectrum disorder can have profound, lifelong effects on learning and memory, but relatively little is known about the molecular pathways affected by these diseases. A study published by Cell Press in the American Journal of Human Genetics shows that neurodevelopmental disorders caused by distinct genetic mutations produce similar molecular effects in cells, suggesting that a one-size-fits-all therapeutic approach could be effective for conditions ranging from seizures to attention-deficit hyperactivity disorder.

"Neurodevelopmental disorders are rare, meaning trying to treat them is not efficient," says senior study author Carl Ernst of McGill University. "Once we fully define the major common pathways involved, targeting these pathways for treatment becomes a viable option that can affect the largest number of people."

A large fraction of neurodevelopmental disorders are associated with variation in specific genes, but the genetic factors responsible for these diseases are very complex. For example, whereas common variants in the same gene have been associated with two or more different disorders, mutations in many different genes can lead to similar diseases. As a result, it has not been clear whether genetic mutations that cause neurodevelopmental disorders affect distinct molecular pathways or converge on similar cellular functions.

To address this question, Ernst and his team used human fetal brain cells to study the molecular effects of reducing the activity of genes that are mutated in two distinct autism-spectrum disorders. Changes in transcription factor 4 (TCF4) cause 18q21 deletion syndrome, which is characterized by intellectual disability and psychiatric problems, and mutations in euchromatic histone methyltransferase 1 (EHMT1) cause similar symptoms in a disease known as 9q34 deletion syndrome.

Interfering with the activity of TCF4 or EHMT1 produced similar molecular effects in the cells. Strikingly, both of these genetic modifications resulted in molecular patterns that resemble those of cells that are differentiating, or converting from immature cells to more specialized cells. "Our study suggests that one fundamental cause of disease is that neural stem cells choose to become full brain cells too early," Ernst says. "This could affect how they incorporate into cellular networks, for example, leading to the clinical symptoms that we see in kids with these diseases."

Source: Cell Press

Biologists reprogram skin cells to mimic rare disease

Fuente: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-08/jhm-brs081914.php

Johns Hopkins stem cell biologists have found a way to reprogram a patient's skin cells into cells that mimic and display many biological features of a rare genetic disorder called familial dysautonomia. The process requires growing the skin cells in a bath of proteins and chemical additives while turning on a gene to produce neural crest cells, which give rise to several adult cell types. The researchers say their work substantially expedites the creation of neural crest cells from any patient with a neural crest-related disorder, a tool that lets physicians and scientists study each patient's disorder at the cellular level.

Previously, the same research team produced customized neural crest cells by first reprogramming patient skin cells into induced pluripotent stem (iPS) cells, which are similar to embryonic stem cells in their ability to become any of a broad array of cell types.

"Now we can circumvent the iPS cells step, saving seven to nine months of time and labor and producing neural crest cells that are more similar to the familial dysautonomia patients' cells," says Gabsang Lee, Ph.D., an assistant professor of neurology at the Institute for Cell Engineering and the study's senior author. A summary of the study will be published online in the journal Cell Stem Cell.

Neural crest cells appear early in human and other animal prenatal development, and they give rise to many important structures, including most of the nervous system (apart from the brain and spinal cord), the bones of the skull and jaws, and pigment-producing skin cells. Dysfunctional neural crest cells cause familial dysautonomia, which is incurable and can affect nerves' ability to regulate emotions, blood pressure and bowel movements. Less than 500 patients worldwide suffer from familial dysautonomia, but dysfunctional neural crest cells can cause other disorders, such as facial malformations and an inability to feel pain.

The challenge for scientists has been the fact that by the time a person is born, very few neural crest cells remain, making it hard to study how they cause the various disorders.

To make patient-specific neural crest cells, the team began with laboratory-grown skin cells that had been genetically modified to respond to the presence of the chemical doxycycline by glowing green and turning on the gene Sox10, which guides cells toward maturation as a neural crest cell.

Testing various combinations of molecular signals and watching for telltale green cells, the team found a regimen that turned 2 percent of the cells green. That combination involved turning on Sox10 while growing the cells on a layer of two different proteins and giving them three chemical additives to "rewind" their genetic memory and stimulate a protein network important for development.

Analyzing the green cells at the single cell level, the researchers found that they showed gene activity similar to that of other neural crest cells. Moreover, they discovered that 40 percent were "quad-potent," or able to become the four cell types typically derived from neural crest cells, while 35 percent were "tri-potent" and could become three of the four. The cells also migrated to the appropriate locations in chick embryos when implanted early in development.

The team then applied a modified version of the technique to skin cells from healthy adults and found that the skin cells became neural crests at a rate similar to the team's previous experiments.

Finally, the investigators used their regimen on skin cells from patients with familial dysautonomia, then compared these familial dysautonomia-neural crest cells to the control neural crest cells made from healthy adults. They identified 412 genes with lower activity levels in the familial dysautonomia-neural crest cells, of which 98 are involved in processing RNA products made from active genes.

According to the authors, this new observation offers insight into what goes wrong in familial dysautonomia.

"It seems as though the neural crest cells created directly from patient skin cells show more of the characteristics of familial dysautonomia than the neural crest cells we created previously from induced pluripotent stem cells," says Lee. "That means they should be better predictors of what happens in a particular familial dysautonomia patient, and whether or not a potential treatment will work for any given individual."

The method they devised should also be applicable to skin cells taken from people with any of the other diseases that result from dysfunctional neural crest cells, such as congenital pain disorders and Charcot-Marie-Tooth diseases, Lee says.

Link to article: http://dx.doi.org/10.1016/j.stem.2014.07.013

La investigadora Isabel Fariñas aboga por el uso de células madre como estrategia terapéutica en enfermedades neurodegenerativas

Fuente: http://ecodiario.eleconomista.es/interstitial/volver/ctmmkt/sociedad/noticias/5994727/08/14/La-investigadora-isabel-farinas-aboga-por-el-uso-de-celulas-madre-como-estrategia-terapeutica-en-enfermedades-neurodegenerativas.html#.Kku8ss4DKtOcQMJ

Participará en el Congreso Internacional de Investigación e Innovación en Enfermedades Neurodegenerativas (CIIIEN), que tendrá lugar los días 22 y 23 de septiembre en Barcelona.

Isabel Fariñas, directora de la Unidad de Neurobiología Molecular de la Universitat de València y miembro de Ciberned, ha destacado el desarrollo de investigaciones centradas en la regeneración de neuronas a partir de células madre. En este sentido, la investigadora señaló que los avances llevados a cabo en el estudio de las propiedades de las células madre, y su correspondiente comprensión, podrían dar lugar a la aparición de una estrategia terapéutica capaz de restaurar la función en enfermedades neurodegenerativas.

Las células madre, explicó Fariñas, son aquellas que en nuestro cuerpo “se encargan de reponer las células que vamos perdiendo de manera natural” y que se caracterizan por ofrecer una serie de propiedades de gran interés científico. A este respecto, Fariñas indicó que, de entre estas propiedades, “interesa sobre todo la capacidad de las células madre de generar nuevas neuronas y de mantenerse a sí mismas durante toda la vida de una persona”.

Además, como recalcó la investigadora, “se estudia la diferencia entre las células madre neurales de los jóvenes y de las personas mayores para entender cómo les afecta el envejecimiento”. Según Fariñas, “cuando envejecemos se produce un deterioro del potencial y de la actividad de las células madre en todos los tejidos”, lo que hoy en día lleva a que “muchos investigadores trabajen en la comprensión de ese deterioro que provoca que el pelo encanezca y se nos caiga, o que la piel se haga más frágil".

Por otro lado, subrayó que una tercera vía de esta investigación “es estudiar cómo se comportan las células madre en los procesos tumorales del cáncer”, con el fin de incrementar el conocimiento de los principios fundamentales de estas células.

Para ello, según la investigadora, “se utilizan modelos de ratón, en los que han sido modificados ciertos genes para poder realizar un análisis funcional del efecto que tienen ciertas moléculas y reacciones en las propiedades de autorrenovación y mantenimiento de las células madre”. Asimismo, Fariñas remarcó que “también estudiamos el comportamiento de las células madre y su regulación en modelos animales de enfermedades neurodegenerativas”.

Un conjunto de investigaciones centradas en la medicina regenerativa que, según Fariñas, “busca soluciones a la pérdida de células en las enfermedades neurodegenerativas”. “Nuestros estudios aportan el conocimiento de cómo funcionan las células madre en el cerebro, información molecular sobre su regulación o las interacciones con su nicho”, entre otros aspectos, explicó.

Según advirtió Fariñas, “las células madre son fácilmente expandibles en un cultivo y son muy plásticas, por lo que se puede lograr aprender a instruirlas para que se diferencien en los tipos de células que se necesitan y generar células dopaminérgicas para tratar la enfermedad de Parkinson o la enfermedad del Huntington”.

El siguiente pasó, continuó la miembro de Ciberned, “sería trasplantar estas células modificadas al cerebro, ya que cuando se producen los primeros síntomas de las enfermedades neurodegenerativas, ya se han perdido más del 50% de las neuronas afectadas".

Sin embargo, según Fariñas, “el problema actual es que así como la piel o en la córnea el trasplante es más factible, en el cerebro, que es un tejido muy intrincado con todas las neuronas interconectadas, es difícil que los trasplantes funcionen”. Aunque, como señaló, “sí se está viendo que cuando se trasplantan estas células, se liberan unas moléculas que logran que las neuronas existentes recuperen algunas de sus funciones”.

De esta forma, “en el futuro, con el conocimiento que estamos adquiriendo, se podría intentar modular la activación y actividades de las células madre a través de terapias, y así mantener los tejidos en mejor estado, aunque se seguiría envejeciendo”.

Por último, la investigadora resaltó la importancia de la celebración de congresos como CIIIEN, ya que se “combina la discusión científica y el intercambio de información entre los diferentes grupos con la difusión pública”. De igual forma, Fariñas destacó que este encuentro supone una “excelente oportunidad para transmitir a la sociedad la complejidad de las enfermedades neurodegenerativas y la profundidad a la que están llegando los expertos para intentar avanzar hacia su entendimiento y hacia la búsqueda de terapias que las ralenticen o las curen”.

Reversing Pakinson’s by programming stem cells as neurons

Fuente: http://www.alphagalileo.org/ViewItem.aspx?ItemId=139360&CultureCode=en

A new research project investigates the possibilities of using stem cells therapies against neurodegenerative diseases.

Neurons, our brain cells, do not regenerate during our life. This makes neurodegenerative diseases, such as Parkinson's and Huntington's, difficult to treat. To tackle such diseases, the NeuroStemCell project, funded by the EU, aims to develop stem-cell-based therapies. It focuses on getting a better understanding of neurons differentiation from two different kinds of stem cells—namely embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells, both capable of being programmed to develop into neurons. Malin Parmar, a researcher in neurobiology at Lund University, Sweden, was one of the main partners in the project, which was completed in May 2013. She talks about the challenges that lie ahead before scientists get one step closer to clinical applications.

Why are you studying how to regenerate or renovate the neurons themselves?

In Parkinson's disease dopamine neurons are lost. What we focused on was to generate such brain cells, starting from the human embryonic stem cells. The goal was to make them identical to the dopamine neurons you would find in a healthy brain. As the name suggests, dopamine neurons are the main source for dopamine and their loss is at the base of neurodegenerative diseases. The newly produced cells are the ones that you would transplant to the patients. They should take over the same functions of the dopamine neurons that are lost due to the disease.

You succeeded in producing new neurons from stem cells in vitro. Were you able to transplant them?

We transplanted these neurons produced in the laboratory into mouse and rat models of Parkinson's disease. The first thing we did was to introduce a toxin on one side of the brain to mimic a loss of brain capability. The kind of toxin we used selectively kills the dopamine neurons. This means that this approach mimics Parkinson's disease on one side of the brain. At this point, the animal has motor deficits in one half of the body, like a Parkinson's patient. Then, we transplanted the ‘new’ neurons. We succeeded in restoring the brain functions and the animal could recover. We showed that it is possible to transplant these brain cells into the animal model without the insurgence of tumors, which is one of the most common side effects in this kind of situation. The rats recovered the motor functions that were lost due to the disease and that was the case in the long-term.

What are the difficulties in transplanting the cells into a human being?

Before you can use such cells on patients, you need to establish a protocol for deriving the neurons from stem cells under the highest standards, a process called GMP, which stands for Good Manufacturing Practice. This protocol needs to be very well defined and reproducible which will produce well certified and validated cells. We already know how to do it on a small scale. Now, we just need to do it on a bigger scale, because you need many more cells for humans than for rats. We also need to produce them in facilities that can assure that the cells are always good quality. And, of course, you then have to test them on animal models again before you could use them with patients.

What are the main scientific results of the project?

We really are at the beginning of the understanding of how human embryonic stem cells become neurons. One of the main difficulties, during the project, was to control the differentiation of stem cells into subtext specific neurons. The inefficient differentiation and incomplete patterning of the cells created several problems. During the project, there were several key challenges that arose that ultimately allowed us to produce protocols for efficient generation of dopaminergic and striatal neurons from human embryonic stem cells.

What are the next steps?

The next step is mainly the upscale of the process for cell production. This is essential to progress toward an effective cure. There is a new EU-funded project, called NeuroStemCell Repair, which is closer to clinical use of the cells than ours. We have solved many of the key questions during our project. Now, the new one will focus on the translation of these findings into clinical use.

Apart from this new project network, which is partially different from the NeuroStemCell’s, there is another group, coordinated by Anne Rosser in Cardiff, working in the same field. They are focusing only on Huntington's disease, where a different cell type—the medium spiny neurons of the striatum—is lost in patients.

Células madre y tratamiento de enfermedades neurodegenerativas

Fuente: http://www.europapress.es/latam/sociedad/noticia-eeuu-celulas-madre-convertidas-nerviosas-abren-paso-tratamiento-enfermedades-neurodegenerativas-20131207102112.html

Las células madre son prometedoras para la comprensión y el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas, pero hasta ahora no han logrado modelar con precisión los trastornos que aparecen más tarde en la vida.

Un estudio publicado en la revista 'Cell Stem Cell' revela un nuevo método para convertir las células madre pluripotentes inducidas (iPSC) en células nerviosas que recapitulan las características asociadas con el envejecimiento, así como la enfermedad de Parkinson.

El enfoque, que consiste en exponer las células derivadas de iPSC a una proteína asociada con el envejecimiento prematuro llamada progerina, podría permitir a los científicos utilizar células madre para modelar una serie de trastornos de aparición tardía, abriendo nuevas vías para la prevención y el tratamiento de estas enfermedades devastadoras.

"Con las técnicas actuales, no es posible hacer crecer células derivadas de células madre pluripotentes de 60 o más años para modelar una enfermedad de aparición tardía", dice el autor del estudio, Lorenz Studer, del Instituto Sloan Kettering para la Investigación del Cáncer, en Nueva York, Estados Unidos.

"Ahora, con el envejecimiento inducido por progerina, podemos acelerar este proceso a un periodo de unos pocos días o semanas. Esto debería simplificar en gran medida el estudio de muchas enfermedades de aparición tardía que son de gran carga para nuestra sociedad que envejece", añade.

Modelar la enfermedad de un paciente específico es posible con los enfoques de iPSC, que implican tomar células de la piel de los pacientes y reprogramar las células madre similares a las embrionarias, capaces de transformarse en otros tipos de células relevantes de la enfermedad, como las neuronas o las células sanguíneas.

Pero las células derivadas de iPSC son inmaduras y, a menudo, tardan meses en ser funcionales, como el lento desarrollo del embrión humano, por lo que las células derivadas de iPSC son demasiado jóvenes para modelar enfermedades que emergen tarde en la vida.

Para superar este obstáculo, Studer y su equipo expusieron células de la piel y neuronas derivadas de iPSC procedentes de donantes jóvenes y viejos a progerina. Tras la exposición a corto plazo a esta proteína, estas células mostraron los marcadores asociados con la edad que normalmente están presentes en las células viejas.

Luego, los investigadores usaron tecnología de iPSC para reprogramar células de la piel tomadas de pacientes con enfermedad de Parkinson y convirtieron las células madre en el tipo de neurona que está defectuosa en estos pacientes. Después de exponerlas a la progerina, estas neuronas recapitulan las características relacionadas con la enfermedad, incluyendo la degeneración neuronal y la muerte celular, así como defectos mitocondriales.

"Pudimos observar nuevos fenotipos relacionados con la enfermedad que no pudieron ser modelados en los esfuerzos anteriores del estudio de la enfermedad de Parkinson en un plato --dice la primera autora, Justine Miller, del Instituto Sloan Kettering para la Investigación del Cáncer--. Esperamos que la estrategia permita estudios sobre el mecanismo que podría explicar por qué la enfermedad es de aparición tardía. También pensamos que podría permitir una plataforma de cribado más relevante para el desarrollo de nuevos fármacos contra enfermedades de aparición tardía y prevenir la degeneración".

Un nuevo experimento logra avances en terapias para enfermedades cerebrales

Fuente: http://www.lavanguardia.com/local/valencia/20131122/54393767238/un-nuevo-experimento-logra-avances-en-terapias-para-enfermedades-cerebrales.html

Un nuevo experimento que trabaja con células madre, subvencionado por la fundación bilbaína The Walk On Proyect (WOP), ha logrado avances en una terapia que detiene el deterioro que causan las enfermedades neurodegenerativas y disminuye los riesgos de hacer un trasplante intracerebral.

Los fundadores de WOP, el matrimonio Mikel Rentería y Mentxu Mendieta, han celebrado un evento en la Sala BBK de Bilbao en el que han hecho un balance de los casi tres años que lleva en funcionamiento la fundación que crearon después de que a su hijo le fuera diagnosticada una enfermedad neurodegenerativa.

The Walk On Project se creó en 2008 para recaudar fondos para la investigación, con efectos prácticos, de enfermedades neurodegenerativas poco comunes.

Para ello, WOP ha organizado varios festivales de rock, grabado un disco (Mikel Rentería es músico), actividades deportivas y, la última iniciativa, una carrera de patitos de goma en la ría de Bilbao.

WOP financió el pasado año, con 160.000 euros, dos proyectos de investigación de los que hoy se han presentado sus primeros resultados.

Uno de los equipos de investigación, liderado por el vicedirector del Instituto de Neurociencias de la Universidad Miguel Hernández de Alicante, el doctor Salvador Martínez, está estudiando la posibilidad de producir nueva mielina con la inyección de células de médula ósea, lo que disminuye los problemas de trasplantes intracerebrales.

Martínez ha señalado que aún queda mucho por hacer en este campo hasta encontrar la solución definitiva a estas enfermedades en humanos, pero ha asegurado estar en el "buen camino".

El segundo proyecto tiene sede en Barcelona y está liderado por la doctora Aurora Pujol y el doctor Robin Franklin, que están trabajando en la generación de un ratón que reproduzca más fielmente la adrenoleucodistrofia, una fuerte inflamación cerebral que provoca la muerte al cabo de muy poco tiempo, para poder conocer mejor la enfermedad y realizar ensayos preclínicos.

Investigadores de la Universidad de Valencia descubren un mecanismo de mantenimiento de las células madre que impide su envejecimiento

Fuente: http://www.europapress.es/salud/noticia-innova-uv-descubre-mecanismo-mantenimiento-celulas-madre-impide-envejecimiento-20131008170506.html
http://www.uv.es/uvweb/universidad/es/listado-noticias/universitat-descubre-mecanismo-mantenimiento-celulas-madre-impide-envejecimiento-1285846070123/Noticia.html?id=1285892352217

Un equipo de investigadores de la Unidad de Neurobiología Molecular de la Universitat de València (UV) ha descubierto que un gen reprime la producción de células madre en el cerebro adulto, lo que evita el agotamiento de estas células, algo que sucede durante el envejecimiento, ha informado la institución académica en un comunicado.

Este trabajo ha sido publicado en la revista 'Nature Neuroscience' y sus resultados podrían arrojar luz sobre el mantenimiento de las células madre neurales y de su actividad para producir nuevas neuronas que impiden su envejecimiento.

El grupo ha descubierto que el gen Cdkn1a/p21 es esencial para mantener las células madre del cerebro activas y funcionales y que, por lo tanto, su ausencia provoca el agotamiento de estas células, empeora su funcionamiento y afecta a la generación de nuevas neuronas, al igual que sucede al final de nuestras vidas.

Las células madre necesitan p21 para replicarse a sí mismas de manera controlada, un gen supresor de tumores que regula la proliferación de las células madre neurales y que se cree que su inactivación daría lugar a tumores cerebrales.

Sin embargo, p21 funciona de manera diferente en células madre neurales y su ausencia no produce tumores, sino agotamiento de estas células, es decir, envejecimiento.

La catedrática de Biología Celular, Isabel Fariña, encargada de dirigir este trabajo, ha indicado que la razón de esto es que p21 "ejerce funciones en estas células que son independientes de su acción clásica sobre el ciclo celular", lo que aporta "uno de los aspectos novedosos del trabajo". "El trabajo nos permite comprender mejor cómo se pierden las células madre en nuestro cerebro cuando envejecemos y abre la posibilidad de que podamos intentar paliar ese deterioro", ha afirmado.

El equipo de Fariñas pertenece a la Unidad de Neurobiología Molecular del Departamento de Biología Celular y Parasitología y a la ERI de Biotecnología y Biomedicina de la Universitat, al Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED) y a la RETIC de Terapia Celular, y es grupo Prometeo de excelencia.

Artículo de referencia:

Eva Porlan, José Manuel Morante-Redolat, María Ángeles Marqués-Torrejón, Celia Andreu-Agulló, Carmen Carneiro, Esther Gómez-Ibarlucea, Atenea Soto, Anxo Vidal, Sacri R. Ferrón, Isabel Fariñas.

Transcriptional repression of Bmp2 by cell cycle inhibitor p21 links quiescence to neural stem cell maintenance in the subependymal niche. 

Nature Neuroscience (2013) doi:10.1038/nn.3545

Una investigadora valenciana es premiada por su tesis sobre las células madre del bulbo olfatorio

Fuente: http://www.20minutos.es/noticia/1928698/0/

La investigadora valenciana Mireia Moreno Estellés ha sido galardonada con el II Premio Laia Acarin otorgado en la VI Reunión de la RedGlial Española (RGE) que se celebra en Oviedo dentro del 15 Congreso Español de la Sociedad Española de Neurociencia, por su tesis sobre las células madre del bulbo olfatorio, según ha informado el Instituto de Salud Carlos III en un comunicado. 

Moreno Estellés, que realizó la tesis doctoral premiada en el Instituto de Salud Carlos III, se doctoró en Neurociencias en la Universidad Autónoma de Madrid tras licenciarse en Biología y Bioquímica en la Universidad de Valencia. El galardón recibido distingue la mejor publicación de un investigador joven relacionada con células gliales aparecida en los últimos dos años siempre y cuando la investigación haya sido realizada en su mayor parte del trabajo experimental en un laboratorio español. 

La investigación, publicada en Stem Cells, es el resultado de la labor como investigadora predoctoral de Mireia Moreno Estellés en la Unidad de Neurobiología Molecular de la Unidad Funcional de Investigación en Enfermedades Crónicas del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) que dirige Helena Mira. Moreno, que en la actualidad está realizando una estancia en la Universidad de New York ha explicado que el objetivo general de su tesis fue "tratar de entender mejor la poca explorada fuente de células madre residente en el bulbo olfatorio y la identificación de moléculas de origen astroglial que regulan su comportamiento".

La conclusión de dicha investigación es que la actividad disminuida de las células madre del bulbo olfatorio se debía a la ausencia de un factor astroglial. Mireia Moreno estima que sus investigaciones podrían ayudar al desarrollo de protocolos que permitan neutralizar los posibles riegos de expansión no controlada de este tipo de células en el caso de su aplicación terapéutica. 

A fecha de hoy, uno de los problemas que plantea el empleo terapéutico de las células madre es su potencial de desarrollar tumores, por eso numerosas investigaciones persiguen encontrar la llave que permita un control efectivo sobre su desarrollo. La RGE fue fundada en 1997 por los neurocientíficos Manuel Nieto-Sampedro y Bernardo Castellano. En la actualidad la RGE agrupa alrededor de una cuarentena de grupos de investigación con más de un centenar de investigadores relacionados con las células gliales. 

El premio otorgado recuerda la figura de uno de sus miembros, Laia Acarin Pérez-Simó, profesora titular del Departamento de Biología Celular, Fisiología e Inmunología e investigadora del Instituto de Neurociencias de la UAB, fallecida inesperadamente a los 41 años de edad a causa de la rápida evolución de un proceso tumoral. 

El estudio de las células gliales es uno de los temas que más interés han despertado en los últimos años dentro del campo de las Neurociencias. Las células gliales actúan como soporte trófico y metabólico para las neuronas y participan en el mantenimiento de la función cerebral en condiciones fisiológicas. Cada día aumentan las evidencias que indican que las células gliales juegan un papel crucial en los procesos de neurodegeneración y regeneración del sistema nervioso, estando implicadas en el origen y desarrollo de ciertas enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer, Parkinson o esclerosis múltiple.

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Células iPS y tratamiento de enfermedades neurodegenerativas

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/traspasando-barrera-cerebro-15875.html

Fragmentos de proteína adhiriéndose al cerebro

No hay una manera fácil de estudiar enfermedades del cerebro. La extracción de las células cerebrales, o neuronas, de un paciente vivo es difícil y arriesgada, mientras que el examen postmortem generalmente sólo revela las etapas finales de la enfermedad. Y los modelos animales, en muchos casos de ratones, aunque han aportado mucha información, frecuentemente se quedan cortos en la etapa de desarrollo de fármacos y tampoco predicen bien el resultado en los ensayos clínicos con pacientes.

Científicos del Instituto Gladstone y la Universidad de California (UCSF) han adoptado un enfoque nuevo, utilizando células madre pluripotenciales inducidas (iPS) a partir de fibroblastos de la piel para crear un modelo humano de enfermedad degenerativa en una placa de laboratorio. Lo publica la revista «Stem Cell Reports».

El equipo, liderado por Yadong Huang, en colaboración con Bruce Miller, que dirige el centro de Envejecimiento y Memoria de la UCSF, transformó células de la piel de un paciente con demencia frontotemporal en células madre pluripotentes inducidas, o iPS. Esta técnica, que nació en Gladstone y por la que en 2012 recibió el premio Nobel el japonés Shinya Yamanaka, permite a los científicos reprogramar las células adultas de la piel de los pacientes en células que son virtualmente idénticas a las células madre. Y estas células madre pueden entonces convertirse en casi cualquier célula en el cuerpo, incluidas las del cerebro.

Gracias a este modelo han descubierto un proceso molecular responsable de que las neuronas degeneren, un signo distintivo de patologías como la enfermedad de Alzheimer y la demencia frontotemporal (FTD). Sus alentadores resultados ofrecen nuevas municiones en la continua batalla contra estos y otros trastornos neurodegenerativos hasta ahora incurables.

En este caso se han centrado en la proteína Tau, que forma el esqueleto de las neuronas y las da su forma característica, garantizando que puedan llevar a cabo la transmisión de impulsos nerviosos. Según los investigadores, su trabajo demostró que la proteína Tau producida por las neuronas de las personas con la mutación es diferente. «Por eso en el interior de la célula son marcadas para su destrucción. Sin embargo, en lugar de ser eliminadas, son cortadas en pedazos. Y estos fragmentos potencialmente tóxicos se van acumulando y hacen que las neuronas degeneren y mueran», señalan.

«Nuestro enfoque ha permitido crecer neuronas humanas que contenían exactamente la misma mutación en la proteína tau que las neuronas del cerebro del paciente con DFT del que tomamos los fibroblastos de la piel», explica la primera autora del estudio, Helen Fong, también becaria posdoctoral del Instituto de California de Medicina Regenerativa. «Comparando estas neuronas enfermas con otras neuronas sanas 'genéticamente corregidas', pudimos ver célula a célula cómo la mutación conduce a la acumulación anómala de Tau y a la degeneración y muerte neuronal».

Además los investigadores de California lograron corregir el defecto «in vitro» eliminando la señal de alarma que se añade en la célula a la proteína tau mutada. «Sin la marca, permanecía de una pieza, la acumulación anormal cesaba y las neuronas mostraban un aspecto normal», explica Fong.

Ahora los investigadores de California quieren averiguar si la fragmentación anormal de la proteína Tau mutada es la principal causa de la muerte neuronal y, si es así, como sospechan, tratar de bloquearla. Una información que puede resultar muy valiosa para la detección de dianas potenciales que podrían servir para desarrollar mejores tratamientos para la enfermedad de Alzheimer, la demencia frontotemporal y otras patologías en las que interviene esta proteína, apuntan.

¿Células madre para estudiar el Alzheimer?

Artículo publicado por Pilar Quijada en el enlace: http://abcblogs.abc.es/cerebro/public/post/celulas-madre-para-estudiar-el-alzheimer-15908.asp/

Las células madre llegan al cerebro con el propósito de facilitar su estudio. Al menos es lo que se deduce de los últimos trabajos publicados en importantes revistas. El primero, en Nature, daba cuenta de la obtención en el laboratorio de un rudimentario cerebro del tamaño de un guisante pero capaz de reproducir con asombrosa fidelidad las primeras etapas de la formación de un cerebro humano. Se ha obtenido a partir de fibroblastos de la piel. Estas células, que forman el tejido conectivo, consideradas hasta hace poco bastante simples, saltaron al estrellato en 2008 cuando el japonés Shinya Yamanaka consiguió generar a partir de ellas células madre pluripotenciales humanas, igual que se había logrado dos años antes con fibroblastos de ratón. A estos fibroblastos “reprogramados” los denominaron iPS (induced Pluripotent Stem cells), células madre inducidas pluripotentes. El año pasado Yamanaka recibió por este importante logro el Nobel de Medicina. Ahora se ha dado un paso más, que lleva hasta el órgano más complejo de todo el universo conocido: el cerebro. Y estas sencillas células, los fibroblastos, al reprogramarlas, han sido capaces de formar también el primer cerebro humano de laboratorio.

“Las células madre pluripotenciales inducidas (iPSCs) pueden llegar a formar modelos interesantes para estudiar mecanismos fisiológicos humanos y enfermedades. Asimismo, se han utilizado para estudiar el mecanismo de acción de nuevos fármacos y para determinar la eficacia y falta de peligrosidad de los mismos. Lo que no es usual, entre otras cosas por el fracaso al intentarlo, es construir un órgano determinado a partir de unas pocas células en cultivo. Y mucho menos usual, que ese órgano fuese el cerebro”, explica Juan A. de Carlos, investigador del Instituto Cajal (CSIC) y experto en desarrollo del telencéfalo.

La nueva hazaña la ha llevado a cabo un equipo de investigadores liderados por el austriaco Juergen Knoblich. El grupo austriaco ha recreado las condiciones de crecimiento para la diferenciación de las células madre en varios tejidos cerebrales embrionarios. Al cabo de 20 o 30 días, se observan las primeras regiones cerebrales definidas, incluyendo una corteza cerebral con un asombroso parecido a la humana, la retina, las meninges, así como plexo coroideo, una estructura con forma de coliflor que da origen al líquido cefalorraquídeo. Después de dos meses, los ‘minicerebros’ alcanzaron el tamaño máximo, no superior a un guisante, ya que carecen de sistema circulatorio y, por tanto, de nutrientes y oxígeno. Aún así, han conseguido que sobrevivan 10 meses.

Y no se han contentado con ver cómo sobrevivían los “organoides cerebrales” en el interior de una botella (un biorreactor rotatorio), sino que además han decidido demostrar su utilidad como nuevo modelo de estudio. Y para ello reprogramaron fibroblastos de un paciente con microcefalia, un grave trastorno del desarrollo que impide que el cerebro adquiera un tamaño adecuado, y con ellos han creado un minicerebro con alteraciones en aspectos semejantes a los que se observan en el paciente. Gracias a ello han podido comprobar que una proteína que regula el tamaño del cerebro era responsable de la microcefalia, algo que hasta ahora no se había podido demostrar debido a las limitaciones de los modelos de ratón. Y lo que es más interesante, han demostrado que esas anomalías se pueden corregir, al menos in vitro, reemplazando el gen defectuoso.

Sin duda, un trabajo muy importante, porque no hay ninguna manera fácil de estudiar enfermedades del cerebro. La extracción de las células cerebrales, o neuronas, de un paciente vivo es difícil y arriesgado, mientras que el examen post mortem generalmente sólo revela las etapas finales de la enfermedad. Y los modelos animales, aunque increíblemente informativos, frecuentemente se quedan cortos durante la etapa de desarrollo de fármacos, crucial para la investigación, como destacan científicos del instituto Gladstone y la Universidad de California, San Francisco (UCSF) que han adoptado un enfoque parecido al anterior, utilizando también IPS para crear un modelo humano de enfermedad degenerativa en una placa de laboratorio. Lo publica la revista Stem Cell Reports.

El equipo de investigación, liderado por Yadong Huang, en colaboración con Bruce Miller, que dirige el centro de Envejecimiento y Memoria de UCSF transformó células de la piel de un paciente con demencia frontotemproal, en células madre pluripotentes inducidas, o iPS. Esta técnica, que nació en Gladstone y por la que el en 2012 recibió el Nobel Shinya Yamanaka, permite a los científicos reprogramar las células adultas de la piel en células que son virtualmente idénticas a las células madre. Y estas células madre pueden entonces convertirse en casi cualquier célula en el cuerpo.

Gracias a este modelo han descubierto un proceso molecular que hace que las neuronas degeneren, un signo distintivo de patologías como la enfermedad de Alzheimer y la demencia frontotemporal (FTD). Sus alentadores resultados ofrecen nuevas municiones en la continua batalla contra estos y otros trastornos neurodegenerativos hasta ahora incurables. Se trata de una mutación en la proteína Tau, que forma el esqueleto de las neuronas y las da su forma característica, garantizado que puedan llevar a cabo la transmisión de impulsos nerviosos.

“Nuestro enfoque permitió crecer neuronas humanas que contenían exactamente la misma mutación en la proteína tau que las neuronas en el cerebro del paciente,” explica la primera autora Helen Fong, también becaria posdoctoral del Instituto de California de Medicina Regenerativa. “Comparando estas neuronas enfermas con las neuronas sanas ‘genéticamente corregidas’, pudimos ver — célula a célula — cómo la mutación conduce a la acumulación anómala de Tau y, con el tiempo, a la degeneración y muerte neuronal”.

Según los investigadores, su trabajo demostró que la proteína Tau producida por las neuronas de las personas con la mutación es diferente. “Por eso en el interior de la célula son marcadas para su destrucción. Sin embargo, en lugar de ser eliminadas, son cortadas en pedazos. Y estos fragmentos potencialmente tóxicos se acumulan con el tiempo y hacen que las neuronas degeneren y mueran”.

Como en el caso de la investigación de Nature, este equipo de investigación también logró corregir el defecto “in vitro”. El equipo de Gladstone eliminó la señal de alarma que se añade a la proteína tau mutada. Sin la marca, permanecía de una pieza, la acumulación anormal cesaba y las neuronas mostraban un aspecto normal. Ahora el equipo quiere determinar si la fragmentación anormal de la proteína mutada tau es la principal causa de la muerte neuronal y, si es así, cómo bloquearla. Una información que “puede resultar muy valiosa para la detección de fármacos potenciales que podrían desarrollar mejores tratamientos para la enfermedad de Alzheimer, la demencia frontotemporal y otras patologías en las que interviene esta proteína”.

Investigadores argentinos estudian los mecanismos de acción intracelulares que permitirían paliar enfermedades como el parkinson o el alzheimer

Fuente: http://www.dicyt.com/noticias/estudian-los-mecanismos-de-accion-intracelulares-que-permitirian-paliar-enfermedades-como-el-parkinson-o-el-alzheimer

Los bioquímicos Claudia Banchio y Javier Girardini son investigadores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR) que depende de UNR-CONICET. La Dra. Banchio trabaja sobre cómo actúan las neuronas y el Dr. Girardini es especialista en mecanismos moleculares del cáncer. Ambos, lograron la combinación exacta para investigar en conjunto aquellos fenómenos que se producen en el interior de las células que permiten la regeneración de tejidos o la reparación de células dañadas en enfermedades como el Parkinson, el Alzheimer o en accidentes cerebro vasculares (ACV). “Lo que nosotros esperamos es entender si el metabolismo de los fosfolípidos puede favorecer la diferenciación neuronal a partir de células madre y entender cómo es este proceso, para luego poder pensar en puntas de interacción terapéutica”, sostuvo Girardini.

Los investigadores explicaron que existen evidencias que han propuesto que después de la muerte neuronal, se reactiva un programa que promueve la generación de nuevas neuronas funcionales demostrando la habilidad que poseen las células madre endógenas de reemplazar neuronas muertas. De hecho, el programa que promueve neurogénesis, es decir, regeneración de neuronas, debe estar sólo parcialmente activado en isquemias, infartos y en enfermedades neurodegenerativas ya que no es suficiente para recuperar el tejido dañado. Por ello resulta esencial para los investigadores definir los mecanismos que regulan el proceso de neurogénesis. Basándose en resultados preliminares, lo que ellos proponen es que el destino de la célula es regulado por lípidos mensajeros. Por lo que determinar la naturaleza de dichas moléculas lipídicas, y la dinámica de su generación y regulación es importante como estrategias potenciales en el diseño de terapias de regeneración.

Desde hace 5 años Claudia Banchio estudia los mecanismos de acción en sistemas de neuronas y durante su investigación descubrió que el metabolismo del lípido fosfatidilcolina tiene el efecto de favorecer la diferenciación neuronal. “La diferenciación celular es un fenómeno en el que se activa una vía de señalización intracelular, es decir, se activan determinadas enzimas que van enviando señales al interior celular para indicarle a las células que tienen que hacer una cosa y no otra”, explicó Girardini y contó que están trabajando con una proteína llamada Pin 1 que regula muchos aspectos de esa señalización intracelular. “Pin 1 nos dice cómo se transmiten las señales al interior de las células para regular el comportamiento. Esas vías de señalización tienen un punto de contacto con esta proteína Pin 1 y pensamos entonces que el fenómeno puede estar regulado por ésta”. Por esa razón el equipo de investigadores intentan ver si el mecanismo que ven en neuronas funciona en células madre.

El objetivo fundamental de Banchio es determinar cómo se establecen los mecanismos en la plasticidad neuronal y poder encontrar moléculas para aumentarla en determinadas situaciones.“ La plasticidad neuronal es la capacidad que tiene el sistema nervioso. Las neuronas son como árboles que se conectan entre sí a través de ramas. El hecho de que un tejido tenga plasticidad es poder regenerar una rama para restablecer una conexión o bien ocupar un espacio que se ha destruido”, sostuvo la investigadora. “Las células madre son un blanco muy interesante porque el cerebro tiene nichos de células madre, incluso en el adulto. Lo que se sabe es que el ejercicio físico estimula que esas células madre se diferencien a neuronas; pero no se sabe cuál es el mecanismo ni por qué. Además, una célula madre no sólo da neurona sino que da otro tipo de células que forman parte del sistema nervioso pero lo interesante es desviarlo a neuronas que son las células funcionales”, señaló Banchio. Y agregó que aumentar el proceso de diferenciación de una célula madre a una neurona contribuiría a la plasticidad neuronal, pudiendo regenerar tejidos muertos o cubrir células dañadas en enfermedades y sería beneficioso para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.

La existencia de nichos de células madre dentro del organismo de un adulto abre posibilidades de análisis para los investigadores. Con el avance logrado en cultivo de neuronas sobre la diferenciación neuronal, los científicos estarían en condiciones de identificar moléculas que favorezcan la diferenciación neuronal y suplementar dietas a base de determinados lípidos. El investigador explicó la dinámica que existe en el laboratorio. “Si se identifica cuál es el proceso de enzimas que intervienen en la diferenciación, se puede pensar en buscar fármacos que aumenten esta actividad, o lo contrario. Si encuentras reguladores negativos en este proceso, creas inhibidores contra esas enzimas que permitan que esos procesos avancen más rápido”.

Los investigadores contaron que una alternativa que se utiliza actualmente en seres humanos es inyectar células madre derivadas de la médula ósea, que es el lugar donde hay reservorio de células madre que son capaces de dar más cantidad de tipos celulares. “Lo que se hace es inyectar esas células en el lugar del daño o en el sistema circulatorio y como resultado, se ven mejoras. Pero no se sabe si son esas células que se inyectaron las que después regeneran el organismo generando nuevos tejidos o si esas células articulan procesos que provocan la regeneración celular. Desde el punto de vista médico es importante saber cómo actúa, es decir, los mecanismos de acción por los efectos secundarios o daños colaterales que puedan causar.”, sostuvo Girardini.

Banchio, por su parte, indicó que el riesgo de determinados procesos de tratamiento en las células madre es que “como son células que proliferan y no tienen características de células diferenciadas pueden ser similares de lo que es un proceso tumoral. Entonces, el riesgo es tratar de que ahí se detenga el proceso o que se exacerbe y termine siendo un proceso tumoral”. En la actualidad, se han detectado células madre tumorales. “Esto que hace unos años era una hipótesis, ya se ha demostrado, que hay poblaciones de células dentro de un tumor que tienen características de células madre, de autorregenerarse, generar células iguales a ellas mismas que dan origen a más células tumorales”, dijo Girardini. Trabajar en una línea de células tumorales le da a la investigadora la posibilidad de obtener las células no diferenciadas e inducir la diferenciación, es decir, “decirle a la célula que se transforme en neurona, en forma controlada” dijo Banchio. Lo que están estudiando en este momento es la posibilidad de que este mecanismo funcione en células madre.

El estudio se basa en un análisis que se realiza bajo un microscopio donde miden la longitud y número de neuritas, es decir, la morfología y características funcionales de las células. “Las células en cultivo son células diferenciadas, de forma redonda, y cuando uno les cambia las condiciones, se detiene el crecimiento y cambian su forma”, detalló Banchio. Posteriormente realizan un análisis molecular, donde estudian lo que ocurre en el interior de la célula, como por ejemplo los cambios de niveles de proteínas, aplicando técnicas bioquímicas, de biología molecular e histoquímica. La investigadora destacó que la técnica de regeneración in vitro, es decir, la regeneración de tejidos a través de una célula fuera de un organismo vivo y volver a inyectarlo en el paciente tiene otra ventaja respecto al trasplante “porque no tienes que alterar el sistema inmune por la compatibilidad ya que al ser del mismo organismo, no se genera rechazo”.

Banchio y Girardini destacaron la importancia de este trabajo.”Es un paso muy importante que no es fácil lograrlo. A partir del cerebro de un ratón, pudimos extraer las células madre y ponerlas en cultivo, obteniendo neuroesferas que son cultivos enriquecidos de células madre”. Los próximos pasos son esperanzadores. “Una vez que encontremos cómo funciona este fenómeno y lo caractericemos en células en cultivo, pasaremos a hacer ensayo preclínico”, sostuvo el investigador.