Cardiac stem cell therapy may heal heart damage caused by Duchenne muscular dystrophy

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2014-11-cardiac-stem-cell-therapy-heart.html

Researchers at the Cedars-Sinai Heart Institute have found that injections of cardiac stem cells might help reverse heart damage caused by Duchenne muscular dystrophy, potentially resulting in a longer life expectancy for patients with the chronic muscle-wasting disease.

The study results were presented at a Breaking Basic Science presentation during the American Heart Association Scientific Sessions in Chicago. After laboratory mice with Duchenne muscular dystrophy were infused with cardiac stem cells, the mice showed steady, marked improvement in heart function and increased exercise capacity.

Duchenne muscular dystrophy, which affects 1 in 3,600 boys, is a neuromuscular disease caused by a shortage of a protein called dystrophin, leading to progressive muscle weakness. Most Duchenne patients lose their ability to walk by age 12. Average life expectancy is about 25. The cause of death often is heart failure because the dystrophin deficiency leads to cardiomyopathy, a weakness of the heart muscle that makes the heart less able to pump blood and maintain a regular rhythm.

"Most research into treatments for Duchenne muscular dystrophy patients has focused on the skeletal muscle aspects of the disease, but more often than not, the cause of death has been the heart failure that affects Duchenne patients," said Eduardo Marbán, MD, PhD, director of the Cedars-Sinai Heart Institute and study leader. "Currently, there is no treatment to address the loss of functional heart muscle in these patients."

During the past five years, the Cedars-Sinai Heart Institute has become a world leader in studying the use of stem cells to regenerate heart muscle in patients who have had heart attacks. In 2009, Marbán and his team completed the world's first procedure in which a patient's own heart tissue was used to grow specialized heart stem cells. The specialized cells were then injected back into the patient's heart in an effort to repair and regrow healthy muscle in a heart that had been injured by a heart attack. Results, published in The Lancet in 2012, showed that one year after receiving the experimental stem cell treatment, heart attack patients demonstrated a significant reduction in the size of the scar left on the heart muscle.

Earlier this year, Heart Institute researchers began a new study, called ALLSTAR, in which heart attack patients are being infused with allogeneic stem cells, which are derived from donor-quality hearts.

Recently, the Heart Institute opened the nation's first Regenerative Medicine Clinic, designed to match heart and vascular disease patients with appropriate stem cell clinical trials being conducted at Cedars-Sinai and other institutions.

"We are committed to thoroughly investigating whether stem cells could repair heart damage caused by Duchenne muscular dystrophy," Marbán said.

In the study, 78 lab mice were injected with cardiac stem cells. Over the next three months, the lab mice demonstrated improved pumping ability and exercise capacity in addition to a reduction in heart inflammation. The researchers also discovered that the stem cells work indirectly, by secreting tiny fat droplets called exosomes. The exosomes, when purified and administered alone, reproduce the key benefits of the cardiac stem cells.

Marbán said the procedure could be ready for testing in human clinical studies as soon as next year. The process to grow cardiac-derived stem cells was developed by Marbán when he was on the faculty of Johns Hopkins University. Johns Hopkins has filed for a patent on that intellectual property and has licensed it to Capricor, a company in which Cedars-Sinai and Marbán have a financial interest. Capricor is providing funds for the ALLSTAR clinical trial at Cedars-Sinai.

The Cedars-Sinai Heart Institute has been at the forefront of developing investigational stem cell treatments for heart attack patients.

Describen cómo las células madre regeneran el corazón tras un infarto

Fuente: http://www.que.es/madrid/201405070924-describen-como-celulas-madre-regeneran.html

Investigadores del Instituto del Corazón del Centro Médico Cedars-Sinai, en Reino Unido, que en una investigación previa habían demostrado que la terapia con células madre cardiacas reduce la cicatrización y regenera los tejidos sanos después de un ataque al corazón en humanos, han identificado ahora los componentes de esas células madre responsables de esos efectos beneficiosos.

En una serie de estudios de laboratorio y en animales, estos expertos detectaron que los exosomas, diminutas membranas que forman "burbujas" que participan en la comunicación entre células, transmiten mensajes que reducen la muerte celular, promoviendo el crecimiento de nuevas células del músculo cardiaco y estimulando el desarrollo de vasos sanguíneos sanos.

"Los exosomas fueron descritos por primera vez en la década de 1980, pero sólo ahora se está empezando a apreciar su potencial como agentes terapéuticos. Hemos visto que los exosomas y su carga son mediadores cruciales de las células madre en las que se basa la regeneración del corazón y creemos que esto podría conducir a un tratamiento aún más refinado mediante el 'principio activo' en lugar de la totalidad de las células madre", afirma Eduardo Marbán, director del Instituto del Corazón Cedars-Sinai y pionero en el desarrollo de tratamientos en investigación de células madre cardiacas.

"El concepto de la terapia con exosomas es interesante, ya que podría cambiar nuestra estrategia de trasplante de células vivas con el uso de un agente no vivo -agrega--. Las células madre deben ser cuidadosamente preservadas para que tengan vida y funcionen hasta el momento del trasplante y hay algunos riesgos involucrados en el trasplante de células. La terapia con exosomas puede ser más segura y más sencilla y se basa en un elemento con una vida útil más larga".

En experimentos de laboratorio, los investigadores aislaron exosomas de células madre cardiacas especializadas humanas y encontraron que los exosomas por sí solos tuvieron los mismos efectos beneficiosos que las células madre. Los exosomas también producen los mismos beneficios después de un ataque al corazón en los ratones, disminuyendo el tamaño de la cicatriz, lo que aumenta el tejido del corazón sano y reduce los niveles de las sustancias químicas que conducen a la inflamación.

Incluso cuando se inyectaron exosomas en ratones después de que las cicatrices del ataque al corazón estaban bien establecidas y eran tradicionalmente vistas como "irreversibles" provocaron múltiples beneficios estructurales y funcionales. Los exosomas transportan pequeños trozos de material genético, llamados microARN, que permiten a las células comunicarse con las células vecinas para cambiar su comportamiento.

Los expertos identificaron uno de esos microARN, uno que es especialmente abundante en exosomas de células madre cardiacas, como responsable de algunos de los beneficios. Según los investigadores de este trabajo, cuyos resultados se publican en 'Stem Cell Reports', es probable que éste y otros microARN en los exosomas trabajen juntos para producir los efectos regenerativos.

"Los exosomas parecen contener la información de señalización necesaria para regenerar el tejido del corazón, al ser naturalmente capaces de penetrar en las células y tener un recubrimiento que protege sus cargas de la degradación conforme van de célula a célula", señala Marbán. "La inyección de exosomas derivados de células madre cardiacas especializadas puede ser una alternativa atractiva para el transplante de células vivas", agrega.

Marbán y sus equipos clínicos y de investigación en 2009 realizaron el primer procedimiento en el que se utilizó el tejido cardiaco de un paciente con ataque al corazón para hacer crecer células madre especializadas que se inyectaron de nuevo en el corazón. En 2012, presentaron los resultados de un ensayo clínico en el que se vio una reducción significativa en el tamaño de las cicatrices causadas por el ataque al corazón en pacientes que se sometieron al procedimiento de células madre experimentales en comparación con otros que no se sometieron al trasplante.

También informaron de los resultados de un ensayo en animales que muestran que el efecto de la terapia con células madre después de un ataque al corazón es indirecto, de forma que las células madre no sobreviven mucho tiempo después de ser colocadas en el corazón pero causan efectos duraderos al estimular el rápido crecimiento del tejido superviviente del corazón y alentar a las células madre que ya están en el corazón a que maduren en células cardiacas funcionales.

La nueva investigación arroja luz sobre los mecanismos subyacentes, acreditando que los exosomas de las células madre y la carga de comunicaciones que llevan para orquestar la regeneración del daño en un ataque al corazón.