Investigadores desarrollan una técnica con células madre para regenerar cualquier tejido humano

Fuente: http://noticias.lainformacion.com/salud/investigacion-medica/Investigadores-desarrollan-celulas-regenerar-cualquier_0_905309589.html

Terapias con células madre capaces de regenerar cualquier tejido humano dañado por una lesión, enfermedad o envejecimiento podrían estar disponibles dentro de unos pocos años, a raíz de una investigación dirigida por investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW, por sus sigas en inglés), en Australia.

El sistema de reparación, similar al método utilizado por las salamandras para regenerar extremidades, podría emplearse para reparar todo, desde discos de la columna a fracturas óseas, y tiene el potencial de transformar los enfoques de tratamiento actuales para la medicina regenerativa, como destacan los autores en un artículo publicado en 'Proceedings of the National Academy of Sciences'.

El autor principal del estudio, John Pimanda, dice que la nueva técnica, que reprograma las células óseas y de grasa en células madre multipotentes inducidas (IMS, por sus siglas en inglés), ha demostrado su éxito en ratones.

"Esta técnica es un avance significativo en muchas de las terapias con células madre de la actualidad que han mostrado poca o ninguna evidencia objetiva a la hora de contribuir directamente a la formación de tejido nuevo", dice Pimanda. "Actualmente estamos evaluando si las células grasas humanas adultas reprogramadas en células iMS pueden reparar tejido dañado de forma segura en ratones, con el inicio de los ensayos en humanos previsto para finales de 2017", añade.

Hay diferentes tipos de células madre, incluyendo células madre embrionarias (ES, por sus siglas en inglés), que durante el desarrollo embrionario generan cualquier tipo de célula en el cuerpo humano, y células madre adultas, que son específicas de tejido. No hay células madre adultas que regeneren múltiples tipos de tejidos.

"Esta técnica es innovadora porque las células iMS regeneran múltiples tipos de tejidos --subraya Pimanda--. Hemos tomado células óseas y de grasa, apagado su memoria y convertido en células madre que puedan reparar diferentes tipos de células, una vez que se vuelven a colocar en el interior del cuerpo", detalla.

La técnica desarrollada por investigadores de UNSW implica la extracción de células de grasa humanas adultas y tratarlas con el compuesto 5-azacitidina (AZA), junto con un factor de crecimiento derivado de plaquetas AB (PDGF-AB) durante aproximadamente dos días. Las células se tratan luego con el factor de crecimiento por sí solo durante dos-tres semanas.

Se sabe que AZA induce la plasticidad de las células, que es crucial para la reprogramación de las células. El compuesto AZA relaja el cableado físico de la célula, que se expande por el factor de crecimiento, transformando las células óseas y de grasa en células iMS. Cuando se insertan las células madre en el sitio de tejido dañado, se multiplican, promoviendo el crecimiento y la curación.

La nueva técnica es similar a la regeneración de miembros en la salamandra, que también depende de la plasticidad de las células diferenciadas, lo que puede reparar varios tipos de tejidos, dependiendo de qué parte del cuerpo necesite ser reemplazada. El primer autor del estudio, Vashe Chandrakanthan, quien desarrolló la tecnología, dice que la nueva técnica es un anticipo de otras terapias con células madre que se están investigando y que tienen una serie de deficiencias.

"Las células madre embrionarias no se pueden utilizar para el tratamiento de tejidos dañados debido a la capacidad de formación de tumores. El otro problema es el requisito de utilizar virus para transformar células en células madre, lo que es clínicamente inaceptable --apunta Chandrakanthan---. Creemos que hemos superado estos problemas con esta nueva técnica".

"La terapia tiene un enorme potencial para el tratamiento del dolor de espalda y cuello, lesiones de disco intervertebral, degeneración articular y muscular, y también podría acelerar la recuperación después de cirugías complejas en los huesos y articulaciones que necesitan integrarse con el cuerpo", adelanta el neurocirujano e investigador en UNSW Ralph Mobbs.

Junto con la confirmación de que las células grasas humanas adultas reprogramadas en células madre iMS pueden reparar tejido dañado de forma segura en ratones, los investigadores señalaron que es necesario seguir trabajando para determinar si las células iMS permanecen latentes en los sitios de trasplante y conservan su capacidad de proliferar bajo demanda.

¿Son las células madre multipotentes de adultos el futuro de la medicina regenerativa?

Fuente: http://www.abc.es/salud/enfermedades/abci-celulas-madre-multipotentes-adultos-futuro-medicina-regenerativa-201604050321_noticia.html

La terapia con iMS ‘creadas’ a partir de adipocitos de adultos humanos es eficaz en el tratamiento de las lesiones tisulares en ratones.

Pasos de la terapia celular con iMS.

Las células madre tienen la capacidad de diferenciarse en cualquier tipo de célula del organismo, por lo que pueden ser empleadas para crear órganos sanos con los que reemplazar a aquellos deteriorados por una lesión o enfermedad o, simplemente, por el paso de los años. Tal es así que las terapias con células madre podrían suponer el futuro de la medicina regenerativa, cuando no de la medicina en general. Y en este contexto, investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sidney (Australia) han desarrollado una nueva terapia con células madre que, en su opinión, podría posibilitar que este ansiado futuro se convierta en una realidad en solo unos pocos años.

Concretamente, el nuevo estudio, publicado en la revista «Proceedings of the National Academy of Sciences», muestra la eficacia de la terapia con células madre multipotentes (iMS) generadas a partir de la reprogramación de células del hueso y de la grasa de seres humanos en el tratamiento de las lesiones tisulares en modelos animales (ratones).

Como explica John Pimanda, director del estudio, «nuestra técnica mejora significativamente las actuales terapias con células madre, sobre las que las evidencias objetivas acerca de su contribución directa a la formación de nuevos tejidos son nulas o muy limitadas».

Existen distintos tipos de células madre, caso de las embrionarias, capaces de generar cualquier tipo de célula durante el desarrollo embrionario, y de las adultas, específicas para las células de cada tejido. Y en este contexto, como destaca John Pimanda, «nuestra técnica es innovadora porque las iMS pueden regenerar multitud de tipos diferentes de tejidos».

La nueva técnica consiste en la extracción de adipocitos –esto es, las células del tejido graso– de adultos humanos y su tratamiento con 5-azacitidina (AZA) y factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF-AB) durante dos días, tras los cuales se administra únicamente PDGF-AB durante dos o tres semanas.

La AZA es bien conocida por inducir la plasticidad celular, una característica crucial para la reprogramación celular. Así, el AZA debilita la ‘programación’ de la célula, fenómeno que es a su vez potenciado por el PDGF-AB. El resultado final es la transformación de las células óseas y de los adipocitos en iMS, que posteriormente serán inoculados en los tejidos dañados del modelo animal –ratón–, donde se multiplicarán promoviendo el crecimiento y la reparación tisular.

Como indican los autores, «la nueva técnica es similar a la que usan las salamandras para regenerar sus extremidades, igualmente dependiente de la plasticidad de las células ya diferenciadas y que pueden reparar múltiples tipos de tejidos dependiendo de qué parte del cuerpo necesite ser reemplazada».

En consecuencia, como indica Vashe Chandrakanthan, co-autor del estudio, «nuestra nueva técnica supone un avance sobre otras terapias con células madre que ya se han investigado y que presentan numerosas deficiencias. Y es que las células madre embrionarias no pueden ser usadas en el tratamiento del daño tisular por su capacidad de formar tumores. Y asimismo, el otro problema que se presenta a la hora de generar células madre es la necesidad de utilizar virus para transformar las células en células madre, lo que desde un punto de vista clínico es inaceptable».

Tal es así que, continúa Vashe Chandrakanthan, «creemos que con esta nueva técnica hemos sido capaces de superar estos problemas».

Y esta nueva técnica, ¿qué aplicaciones puede tener en el campo de la medicina, tanto regenerativa como general? Pues como destaca Ralph Mobs, especialista en Neurocirugía y co-autor del estudio, «esta terapia tiene un enorme potencial para tratar el dolor lumbar y cervical, las lesiones de los discos vertebrales y la degeneración de los músculos y articulaciones. Y asimismo, podría acelerar la recuperación postquirúrgica tras una intervención compleja en la que se requiera la integración de huesos y articulaciones en el organismo».

Por tanto, el siguiente paso será evaluar su eficacia en seres humanos. Como concluye John Pimanda, «ya estamos analizando si los adipocitos de adultos humanos reprogramados en iMS pueden reparar de una forma segura los tejidos dañados en ratones. Esperamos iniciar los estudios con seres humanos a finales del próximo año».

University of Toronto cell biologists discover on-off switch for key stem cell gene

Fuente: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-12/uot-uot121114.php

Discovery may propel advances in regenerative medicine.

Consider the relationship between an air traffic controller and a pilot. The pilot gets the passengers to their destination, but the air traffic controller decides when the plane can take off and when it must wait. The same relationship plays out at the cellular level in animals, including humans. A region of an animal's genome - the controller - directs when a particular gene - the pilot - can perform its prescribed function.

Caption: These are images of mouse embryonic stem cells which grow in a round colony of cells (A) and express Sox2 (B), shown in red. Sox2 control region-deleted cells have lost the typical appearance of embryonic stem cells (C) and do not express Sox2 (D). The DNA is shown in blue in B and D.

A new study by cell and systems biologists at the University of Toronto (U of T) investigating stem cells in mice shows, for the first time, an instance of such a relationship between the Sox2 gene which is critical for early development, and a region elsewhere on the genome that effectively regulates its activity. The discovery could mean a significant advance in the emerging field of human regenerative medicine, as the Sox2 gene is essential for maintaining embryonic stem cells that can develop into any cell type of a mature animal.

"We studied how the Sox2 gene is turned on in mice, and found the region of the genome that is needed to turn the gene on in embryonic stem cells," said Professor Jennifer Mitchell of U of T's Department of Cell and Systems Biology, lead invesigator of a study published in the issue of Genes & Development.

"Like the gene itself, this region of the genome enables these stem cells to maintain their ability to become any type of cell, a property known as pluripotency. We named the region of the genome that we discovered the Sox2 control region, or SCR," said Mitchell.

Since the sequencing of the human genome was completed in 2003, researchers have been trying to figure out which parts of the genome made some people more likely to develop certain diseases. They have found that the answers are more often in the regions of the human genome that turn genes on and off.

"If we want to understand how genes are turned on and off, we need to know where the sequences that perform this function are located in the genome," said Mitchell. "The parts of the human genome linked to complex diseases such as heart disease, cancer and neurological disorders can often be far away from the genes they regulate, so it can be dificult to figure out which gene is being affected and ultimately causing the disease."

It was previously thought that regions much closer to the Sox2 gene were the ones that turned it on in embryonic stem cells. Mitchell and her colleagues eliminated this possibility when they deleted these nearby regions in the genome of mice and found there was no impact on the gene's ability to be turned on in embryonic stem cells.

"We then focused on the region we've since named the SCR as my work had shown that it can contact the Sox2 gene from its location 100,000 base pairs away," said study lead author Harry Zhou, a former graduate student in Mitchell's lab, now a student at U of T's Faculty of Medicine. "To contact the gene, the DNA makes a loop that brings the SCR close to the gene itself only in embryonic stem cells. Once we had a good idea that this region could be acting on the Sox2 gene, we removed the region from the genome and monitored the effect on Sox2."

The researchers discovered that this region is required to both turn Sox2 on, and for the embryonic stem cells to maintain their characteristic appearance and ability to differentiate into all the cell types of the adult organism.

"Just as deletion of the Sox2 gene causes the very early embryo to die, it is likely that an abnormality in the regulatory region would also cause early embryonic death before any of the organs have even formed," said Mitchell. "It is possible that the formation of the loop needed to make contact with the Sox2 gene is an important final step in the process by which researchers practicing regenerative medicine can generate pluripotent cells from adult cells."

"Though the degree to which human embryonic stem cells possess this feature is not entirely clear, by understanding how another complex organism's genome works we ultimately learn more about how our own genome works," said Zhou.

The findings are reported in the article "A Sox2 distal enhancer cluster regulates embryonic stem cell differentiation potential" published online in Genes & Development.

Un nuevo tipo de célula madre acerca el sueño de la medicina regenerativa

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20141210/abci-nueva-celula-madre-201412101830.html

Las células «F» se pueden transformar en cualquier célula del organismo con una fórmula más rápida y eficaz que las iPS.

Las nuevas células «F» se comportan como las embrionarias (en la imagen)

Si ya se había aprendido la diferencia entre células madre adultas, embrionarias o iPS, ahora tendrá que recordar unas nuevas siglas para seguir entendiendo los avances de la prometedora medicina regenerativa. Un equipo internacional de investigadores ha identificado un nuevo tipo de célula madre pluripotente, es decir con capacidad para transformarse en neuronas, células cardiacas o cualquiera de los 200 tipos celulares del organismo humano adulto.

Estas nuevas células llamadas «F» –por el término en inglés «fuzzy» (difusas)– son estables y podrían utilizarse en tratamientos para crear células de repuesto para cada tejido enfermo. Este hallazgo y nuevos detalles sobre el camino necesario que hay que recorrer para reprogramar una célula, se detallan en la revista «Nature» con tres trabajos de investigadores de la Universidad de Utrecht (Holanda), Universidad Nacional de Seúl (Corea) y el Hospital Mount Sinai de Toronto (Canadá). Los tres forman parte de un consorcio internacional de investigadores que busca arrancar todos los secretos a la reprogramación celular, la técnica que algún día permitirá regenerar tejidos enfermos.

Como en su momento hicieron las células iPS, las nuevas células pluripotentes identificadas abren un sinfin de posibilidades, desde curar la diabetes a desarrollar tratamientos para enfermedades como el alzheimer o las lesiones medulares. La diferencia con las veteranas es que son más fáciles y más baratas de obtener y crecen más rápido que las famosas células iPS, las células que hace ocho años revolucionaron este campo y pusieron fin al dilema ético de las células madre. Al descubrirlas el japonés Shinya Yamanaka demostró que no era necesario destruir embriones para desarrollar la terapia celular. Bastaba con tomar una muestra de la piel, aislar sus células y dar marcha atrás en su reloj biológico para que se comportara como una célula embrionaria.

El hallazgo le mereció el nobel de Medicina a Yamanaka, pero el procedimiento para conseguir esta transformación todavía resulta poco eficaz.

Las nuevas células «F» que ahora se han descubierto podrían ser el relevo. Permitiría su producción a gran escala para esas terapias que ven cada vez más cerca los investigadores y aún no terminan de llegar a las consultas.

Juan Carlos Izpisúa, del Instituto Salk de la Jolla (California) considera «valioso» el hallazgo, aunque pide tiempo. «Lo mejor de las nuevas células es su crecimiento más rápido, pero su aplicación aún no está completamente clara y se precisan estudios posteriores que demuestren no solo la funcionalidad de estas células «F» a la hora de generar distintos tipos celulares, sino la posibilidad de obtener estas células en humanos».

Su identificación también abre un nuevo interrogante. ¿Y si hay más células pluripotentes en el organismo? «Es importante estudiarlos porque contaríamos con diferentes opciones según en el contexto en el que se vayan a emplear», apunta.

En esta carrera por llevar a la clínica la medicina regenerativa, llevan la delantera las células iPS. En agosto arrancó en Japón el primer ensayo clínico en humanos para probar la eficacia y seguridad de las células iPS. Se ha elegido el tratamiento de la degeneración macular asociada a la edad, la principal causa de ceguera. Seis personas recibirán un nuevo tejido de retina, fabricado a partir de estas células. Si funciona podría contarse con un tratamiento válido para la principal causa de ceguera en el mundo.

Scientists discover a key to mending broken hearts

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2014-11-scientists-key-broken-hearts.html

An injured zebrafish heart shows proliferating cells in the wounded area of the heart (red) and cardiac muscle cells (green). 

Researchers at the Salk Institute have healed injured hearts of living mice by reactivating long dormant molecular machinery found in the animals' cells, a finding that could help pave the way to new therapies for heart disorders in humans.

The new results, published in the journal Cell Stem Cell, suggest that although adult mammals don't normally regenerate damaged tissue, they may retain a latent ability as a holdover from development like their distant ancestors on the evolutionary tree. When the Salk researchers blocked four molecules thought to suppress these programs for regenerating organs, they saw a drastic improvement in heart regeneration and healing in the mice.

The findings provide proof-of-concept for a new type of clinical treatment in the fight against heart disease, which kills about 600,000 people each year in the United States—more than AIDS and all cancer types combined, according to the U.S. Centers for Disease Control and Prevention.

"Organ regeneration is a fascinating phenomenon that seemingly recapitulates the processes observed during development. However, despite our current understanding of how embryogenesis and development proceeds, the mechanisms preventing regeneration in adult mammals have remained elusive," says the study's senior author Juan Carlos Izpisua Belmonte, a professor in the Gene Expression Laboratory at Salk.

Within the genomes of every cell in our bodies, we have what information we need to generate an organ. Izpisua Belmonte's group has for many years focused on elucidating the key molecules involved in embryonic development as well as those potentially underlying healing responses in regenerative organisms such as the zebrafish.

Indeed, back in 2003, Izpisua Belmonte's laboratory first identified the signals preceding zebrafish heart regeneration. And in a 2010 Nature paper, the researchers described how regeneration occurred in the zebrafish. Rather than stem cells invading injured heart tissue, the cardiac cells themselves were reverting to a precursor-like state (a process called 'dedifferentiation'), which, in turn, allowed them to proliferate in tissue.

In a dish, heart muscle cells return to a precursor-like state after pro-regenerative treatment with microRNA inhibitors. Green shows a disorganized cardiomyocyte cytoskeleton indicative of cell dedifferentiation; red shows mitochondrial organization. 

Although in theory it might have seemed like the next logical step to ask whether mammals had evolutionarily conserved any of the right molecular players for this kind of regenerative reprogramming, in practice it was a scientific risk, recalls Ignacio Sancho-Martinez, a postdoctoral researcher in Izpisua Belmonte's lab.

"When you speak about these things, the first thing that comes to peoples' minds is that you're crazy," he says. "It's a strange sounding idea, since we associate regeneration with salamanders and fish, but not mammals."

Most other studies have looked to the hearts of neonatal mammals for molecular clues about proliferation, to no avail. "Instead, we thought, 'If fish know how to do it, there must be something they can teach us about it,'" says the study's first author Aitor Aguirre, a postdoctoral researcher in Izpisua Belmonte's group.

The team decided to focus on microRNAs, in part because these short strings of RNA control the expression of many genes. They performed a comprehensive screen for microRNAs that were changing in their expression levels during the healing of the zebrafish heart and that were also conserved in the mammalian genome.

Their studies uncovered four molecules in particular—MiR-99, MiR-100, Let-7a and Let-7c—that fit their criteria. All were heavily repressed during heart injury in zebrafish and they were also present in rats, mice and humans.

However, in studies of mammalian cells in a culture dish and studies of living mice with heart damage, the group saw that the levels of these molecules were high in adults and did not decline with injury. So the team used adeno-associated viruses specific for the heart to target each of those four microRNAs, suppressing their levels experimentally.

Injecting the inhibitors into the hearts of mice that had suffered a heart attack triggered the regeneration of cardiac cells, improving numerous physical and functional aspects of the heart, such as the thickness of its walls and its ability to pump blood. The scarring caused by the heart attack was much reduced with treatment compared to controls, the researchers found.

The improvements were still obvious three and six months after treatment—a long time in a mouse's life. "The good thing is that the success was not limited to the short term, which is quite common in cardiac regenerative biology," Sancho-Martinez says.

The new study focused only on a handful of 70 some microRNA candidates that turned up in the group's initial screen. These other molecules will likely also play a part in heart cell proliferation, healing scars and promoting the formation of new blood vessels—all processes critical for heart repair, Sancho-Martinez says. The data are available so that other research groups can focus on molecules that interest them.

The next step for Izpisua Belmonte's team is to move into larger animals and see whether "regenerative reprogramming" can work in larger hearts, and for extended periods after treatment, says Sancho-Martinez. And, although the virus packaging disappeared from the animals' bodies by 2 weeks after treatment, the scientists are working on a new way to deliver the inhibitors to avoid the need for viruses altogether.

Los mamíferos ya pueden regenerar órganos como los peces y salamandras

Fuente: http://elpais.com/elpais/2014/11/04/ciencia/1415060356_887155.html

Un experimento logra activar el mecanismo que reconstruye órganos mutilados en ratones. Esta técnica permitiría recuperar el corazón de pacientes tras un infarto.

Células del músculo del corazón después del tratamiento regenerativo.

La medicina regenerativa señala el camino para la recuperación de personas con cegueras, infartos o problemas de riñón. Los pasos que se están dando son a la vez prometedores y, en muchos casos, muy preliminares. La buena noticia es que en los mejores laboratorios del mundo trabajan para identificar todos los caminos por los que la medicina del futuro podría avanzar: de este modo, no habrá callejón sin salida que impida dar con los tratamientos y las curas. 

Es el caso del laboratorio del español Juan Carlos Izpisúa. "Estamos pensando en varios sistemas en paralelo", reconoce. En el Instituto Salk de California estudian cómo reprogramar células madre para reconstruir órganos y cómo usar las de cerdos, por ejemplo, para producirlos. Pero también se han detenido a observar cómo actúa la naturaleza en otros animales, como las salamandras que recuperan una extremidad aunque se la mutilen una y cien veces. O los peces cebra, a los que les cortas el 20% de su corazón y lo vuelve a regenerar una y otra vez sin problemas.

Izpisúa y su equipo han trabajado en entender el mecanismo molecular que permite a los peces cebra regenerar el corazón para después, estudiar si sería posible en mamíferos como ratones y humanos. En un experimento han demostrado que es posible: han conseguido activar ese mecanismo en el corazón de un ratón adulto para que se recupere tras quedar seriamente dañado por un infarto.

Estudio: "In vivo activation of a conserved microRNA program induces robust mammalian heart regeneration"

"Hemos visto que los factores responsables de la regeneración del corazón en el pez tienen una expresión muy distinta en los mamíferos. Y los hemos cambiado en ratones a imagen y semejanza de como lo hace el pez. El resultado ha sido espectacular: el corazón del ratón se ha regenerado también", resume Izpisúa. Hasta ahora se sabía que al nacer el ratón tiene unos días en los que la capacidad de regenerar tejidos está activa, pero que desaparece por completo en adultos. Es decir, es una capacidad que forma parte del genoma del ratón, que no se ha perdido con la evolución e incluso es activa durante los primeros días de vida: mamíferos que son como salamandras durante un escaso periodo de tiempo. Ahora se ha conseguido que los roedores tengan esa capacidad autosanadora, propia de superhéroes de comic, ya en su edad adulta.

Izpisúa insite en la importancia de este trabajo porque demostraría que "se puede activar la regeneración endógena en mamíferos de manera parecida a lo que hacen algunos animales como el pez o el ajolote mejicano de forma natural, sin necesidad de trasplantar células desde fuera del organismo", como se está haciendo en otros campos de la medicina regenerativa. Por ejemplo, en el último gran logro, al conseguir que un grupo de pacientes con problemas de visión recuperaran algo de vista implantando células madre en la retina. En este caso, el planteamiento de Izpisúa sería algo así: modifiquemos determinados genes para despertar al pez cebra que todos los ratones llevan dentro.

Un miembro del equipo de Juan Carlos Izpisúa mira al microscopio un embrión de pez cebra con un corazón mutado (en verde fluorescente), ya en 2002, en el laboratorio del Instituto Salk de investigaciones biológicas de San Diego (California, EE UU).

En el estudio que su equipo publica en Cell Stem Cell explican que identificaron cuatro genes que activan o desactivan ese don autosanador. Los consiguieron modificar primero in vitro, para comprobar que las células del corazón se recuperaban (en la imagen) y posteriormente in vivo, directamente en la cicatriz que dejaba el infarto en el corazón de un ratón adulto. Cuando se sufre un infarto, hay una parte del corazón, de sus células, que fallecen y que dejan el músculo más o menos tocado, con una cicatriz que dificulta el bombeo de la sangre y que es lo que se ha logrado sanar en estos experimentos.

También participó en el artículo el director del Hospital Clínic de Barcelona, Josep Maria Campistol, para ayudar a enfocar estos esfuerzos hacia su aplicación médica futura. "Lo que estamos viendo es que somos capaces de identificar los genes y las proteínas implicadas en esta regeneración y vemos cómo darle la vuelta a unos genes que habían dejado de estar activos tras nuestro desarrollo evolutivo", explica advirtiendo que su participación se ha enmarcado en el plano teórico.

Hasta ahora se estaban usando células madre embrionarias y células adultas reprogramadas (denominadas iPS) para que se convirtieran en células del corazón dañado. "Juan Carlos [Izpisúa] va siempre más allá. Ahora se trata de ir directamente al gen, que está presente y deja de tener esa capacidad, lo que facilita y simplifica muchísimo la regeneración", asegura Campistol. "El siguiente paso es comprobar si también es reversible en mamíferos cada vez más grandes: ratas, conejos, cerdos", avanza Campistol, que ya colaboró con Izpisúa en el logro de producir minirriñones humanos.

En cualquier caso, el propio estudio reconoce que no se entienden por completo los mecanismos que activan la capacidad autosanadora. "Estamos lejos de reproducirlo en humanos porque desconocemos mucho sobre la capacidad de regeneración de esos otros animales y cómo se apaga tras nacer en los mamíferos. Por eso reivindico la importancia de dedicarse a la investigación básica", defiende Izpisúa.

La investigadora Nadia Mercader también estudia el mecanismo que permite a los peces cebra regenerar el corazón seccionado en su laboratorio del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares. "Son muy interesantes sus resultados, un modelo a seguir. Es muy bonita la forma en la que copian el mecanismo de los peces cebra", asegura Mercader, que no ha participado en el trabajo que se publica. "Lo más interesante es que ven que hay una mejora en la respuesta de reparación y también tienen indicios de que hay células del corazón que son capaces de proliferar", indica Mercader. No es solo sanar el tejido dañado sino recuperarlo haciendo que crezca hasta su estado anterior al infarto. 

En 2011, el equipo de Hesham Sadek de la Universidad de Texas descubrió que los ratones recién nacidos podían curar su corazón por sí solos, abriendo una vía para estas investigaciones posteriores al mostrar que esa capacidad permanece, aunque dure muy poco, en los mamíferos. "Creo que este es un estudio importante que identifica un campo potencial de regeneración en el corazón de los mamíferos adultos", asegura Sadek. "Hemos tenido numerosos saltos en los últimos años", recuerda este cardiólogo, "y creo que estos resultados se deben traducir en más estudios, en diferentes tipos de lesiones, en animales más grandes y en última instancia en los pacientes con insuficiencia cardíaca".

"Es un paso más allá, pero todavía queda mucho por hacer", señala Mercader recordando que hay laboratorios en todo el mundo estudiando cómo se regenera la naturaleza, desde microorganismos como la hidra hasta gusanos como las planarias. Campistol coincide con Mercader en que están lejos de llevar estos hallazgos a la práctica médica: "No podemos olvidar que detrás están los pacientes. El artículo es importante, arroja luz sobre la regeneración, pero hasta dentro de tres o cuatro años no habrá pruebas en pacientes. Es un camino difícil y no es bueno crear falsas expectativas", defiende.

Beware of claims about cosmetic stem cells procedures, says review in plastic and reconstructive surgery

Fuente: http://www.sciencecodex.com/beware_of_claims_about_cosmetic_stem_cells_procedures_says_review_in_plastic_and_reconstructive_surgery-138535

Advertising claims for cosmetic procedures using stem cells are running far ahead of the scientific evidence for safety and effectiveness, according to a review in the issue of Plastic and Reconstructive Surgery®, the official medical journal of the American Society of Plastic Surgeons (ASPS).

"Stem cells offer tremendous potential, but the marketplace is saturated with unsubstantiated and sometimes fraudulent claims that may place patients at risk," write Dr Michael T. Longaker of Stanford University Medical Center and colleagues.

Dr Longaker and coauthors raise concerns about the unregulated use of stem cells for unproven indications—including cosmetic procedures. While stem cell therapy "remains in its infancy," they write, "there are a growing number of cosmetic practitioners that are advertising minimally invasive, stem cell-based rejuvenation procedures."

The article was prompted by "worrying advertisements" claiming benefits of stem cell procedures for facelifts, breast augmentation—even "stem cell vaginal rejuvenation." These ads claim benefits from procedures that have not undergone rigorous scientific evaluation—including potential risks related to stem cell and tissue processing and the effects of aging on stem cells.

To gain insight into these claims, Dr Longaker and coauthors performed a Google search for cosmetic stem cell treatments, the most common of which was "stem cell facelifts." Most procedures used "stem cells" isolated from fat. However, the websites provided little information on the quality of the stem cells used.

Without advanced cell-sorting procedures, these products used in these procedures likely contain many other types of cells besides fat-derived stem cells. Many clinics also offered plasma-rich platelet protein treatments, which they inaccurately marketed as stem cell therapy.

Despite evidence that is "minimal at best," advertisers are also claiming that their stem cell treatments have "anti-aging effects." The authors note that procedures marketed as "stem cell facelifts" are often just "lipofilling" procedures—an established fat injection technique with no prolonged anti-aging effect.

To date, just one stem cell procedure for cosmetic purpose has received FDA approval, after extensive evaluation. That product, designed to treat fine facial wrinkles, is undergoing extensive post-approval surveillance. Of more than 100 clinical trials being performed to evaluate fat-derived stem cells, only a handful are focusing on cosmetic treatments.

Stem cells certainly have a role to play in regenerative medicine and cosmetic surgery. The authors note that the ASPS and other specialty groups have formed task forces to develop position statements based on the best available data for procedures using fat-derived stem cells.

"With plastic surgeons at the forefront of stem cell-based regenerative medicine, it is critically important that we provide an example of a rigorous approach to research, data collection, and advertising of stem cell therapies," Dr Longaker and coauthors conclude. "Stem cells offer tremendous potential for cosmetic applications, but we must be vigilant to avoid unscientific claims which may threaten this nascent field."

Source: Wolters Kluwer Health

Consiguen regenerar córneas a partir de células madre humanas adultas

Fuente: http://noticias.lainformacion.com/salud/genetica/consiguen-regenerar-corneas-a-partir-de-celulas-madre-humanas-adultas_FaEWU3Tdq4D2sqiDjedvc7/

Investigadores de Boston, en Estados Unidos, han identificado una forma de potenciar el crecimiento de nuevo tejido de la córnea humana para restaurar la visión, usando una molécula llamada ABCB5, que actúa como un marcador para las células madre limbares, muy difíciles de encontrar. La investigación, publicada en 'Nature', es uno de los primeros ejemplos conocidos de construcción de un tejido de un ser humano adulto derivado de células madre.

Consiguen regenerar córneas a partir de células madre humanas adultas

Este trabajo, una colaboración entre el 'Massachusetts Eye and Ear/Schepens Eye Research Institute' (Mass. Eye and Ear), el Hospital de Niños de Boston, el Hospital Brigham y de la Mujer y el Sistema de Salud de VA Boston, todos ellos en Estados Unidos, resulta prometedor para las víctimas de quemaduras, las víctimas de lesión química y otras personas con enfermedades que dañan los ojos.

Las células madre del limbo residen en el epitelio limbal basal del ojo, o limbo, y ayudan a mantener y regenerar el tejido corneal, por lo que su pérdida por una lesión o enfermedad es una de las principales causas de ceguera. En el pasado, se han utilizado trasplantes de tejidos o células para ayudar a la regeneración de la córnea, pero no se sabía si había células madre limbares reales en los injertos, o cuántas de ellas, y los resultados no fueron consistentes.

En este estudio, los investigadores lograron utilizar anticuerpos para detectar ABCB5 en las células madre en el tejido de donantes humanos fallecidos y las utilizaron para regenerar anatómicamente córneas humanas normales y totalmente funcionales en ratones.

"Las células madre del limbo son muy raras y que el trasplante tenga éxito depende de estas células. Con este hallazgo será ahora mucho más fácil restaurar la superficie de la córnea", explica Bruce Ksander, del 'Mass. Eye and Ear', y coautor principal del estudio con su compañero postdoctoral Paraskevi Kolovou.

ABCB5 fue originalmente descubierta en el laboratorio de Markus Frank, del Hospital de Niños de Boston, y Natasha Frank, del Sistema de Salud de VA Boston y el Hospital Brigham y de la Mujer, con otros investigadores de alto nivel. En el nuevo trabajo, utilizando un modelo de ratón desarrollado por el laboratorio de Frank, vieron que ABCB5 se produce en las células madre del limbo y es necesaria para su mantenimiento y supervivencia y para el desarrollo de la córnea y su reparación, de forma que los ratones que carecen de un gen funcional ABCB5 perdieron sus poblaciones de células madre del limbo y sus córneas se regeneraron de forma pobre tras una lesión.

"ABCB5 permite que las células madre del limbo sobrevivan y las protege de la apoptosis [muerte celular programada]", subraya Markus Frank. "El modelo de ratón nos permitió entender por primera vez el papel de ABCB5 en el desarrollo normal y es muy importante para el campo de las células madre en general", añade Natasha Frank, que está trabajando con la industria biofarmacéutica para desarrollar un anticuerpo ABCB5 a nivel clínico que cumpla con los requisitos para su aprobación por las autoridades en Estados Unidos.

Researchers regrow corneas -- first known tissue grown from an adult human stem cell

Fuente: http://www.sciencecodex.com/researchers_regrow_corneas_first_known_tissue_grown_from_an_adult_human_stem_cell-136836

Boston researchers have identified a way to enhance regrowth of human corneal tissue to restore vision, using a molecule known as ABCB5 that acts as a marker for hard-to-find limbal stem cells. This work, a collaboration between the Massachusetts Eye and Ear/Schepens Eye Research Institute (Mass. Eye and Ear), Boston Children's Hospital, Brigham and Women's Hospital and the VA Boston Healthcare System, provides promise to burn victims, victims of chemical injury and others with damaging eye diseases. The research, published in Nature, is also one of the first known examples of constructing a tissue from an adult-derived human stem cell.

Limbal stem cells reside in the eye's basal limbal epithelium, or limbus, and help maintain and regenerate corneal tissue. Their loss due to injury or disease is one of the leading causes of blindness. In the past, tissue or cell transplants have been used to help the cornea regenerate, but it was unknown whether there were actual limbal stem cells in the grafts, or how many, and the outcomes were not consistent.

In this study, researchers were able to use antibodies detecting ABCB5 to zero in on the stem cells in tissue from deceased human donors and use them to regrow anatomically correct, fully functional human corneas in mice.

This is a restored functional cornea following transplantation of human ABCB5-positive limbal stem cells to limbal stem cell-deficient mice. Transplants consisting of human ABCB5-positive limbal stem cells resulted in restoration and long-term maintenance of a normal clear cornea, whereas control mice that received either no cells or ABCB5-negative cells failed to restore the cornea.

(Photo Credit: Kira Lathrop, Bruce Ksander, Markus Frank, and Natasha Frank.)

"Limbal stem cells are very rare, and successful transplants are dependent on these rare cells," says Bruce Ksander, Ph.D., of Mass. Eye and Ear, co-lead author on the study with post-doctoral fellow Paraskevi Kolovou, M.D. "This finding will now make it much easier to restore the corneal surface. It's a very good example of basic research moving quickly to a translational application."

ABCB5 was originally discovered in the lab of Markus Frank, M.D., of Boston Children's Hospital, and Natasha Frank, M.D., of the VA Boston Healthcare System and Brigham and Women's Hospital, co-senior investigators on the study, as being produced in tissue precursor cells in human skin and intestine. In the new work, using a mouse model developed by the Frank lab, they found that ABCB5 also occurs in limbal stem cells and is required for their maintenance and survival, and for corneal development and repair. Mice lacking a functional ABCB5 gene lost their populations of limbal stem cells, and their corneas healed poorly after injury.

"ABCB5 allows limbal stem cells to survive, protecting them from apoptosis [programmed cell death]," says Markus Frank. "The mouse model allowed us for the first time to understand the role of ABCB5 in normal development, and should be very important to the stem cell field in general." according to Natasha Frank.

Composite image depicting the palisades of Vogt within the human limbus (left), ABCB5-positive limbal stem cells isolated from the palisades (right; ABCB5 -- green, nucleus -- red) and a restored functional cornea following transplantation of human ABCB5-positive limbal stem cells to limbal stem cell-deficient mice (bottom right).

(Photo Credit: Kira Lathrop, Bruce Ksander, Markus Frank, and Natasha Frank.)

Markus Frank is working with biopharmaceutical industry to develop a clinical-grade ABCB5 antibody that would meet U.S. regulatory approvals. "A single lab cannot do a study like this," says Natasha Frank, also affiliated with the Harvard Stem Cell Institute. "It integrates genetics, knockout mice, antibodies, transplantation—a lot of technical expertise that we were lucky came together in a very nice way."

This is an image depicting the palisades of Vogt within the human limbus. The human limbal architecture shows the palisades of Vogt in whole mounted tissue labeled with collagen VII and imaged with a laser scanning confocal microscope. Image is a stitched Z stack series.

(Photo Credit: Kira Lathrop, Bruce Ksander, Markus Frank, and Natasha Frank.)

Source: Massachusetts Eye and Ear Infirmary

Stem cells self-organize with help from geometry

Fuente: http://www.techtimes.com/articles/9520/20140705/stem-cells-self-organize-with-help-from-geometry.htm

Human stem cells can form into organs, blood and brains, given a little help from chemicals and geometry. The black core, blue middle layer and red outer region represent different groups of cells. 

(Photo : The Rockefeller University)

Stem cells are unique in their ability to develop into various types of cells. Around a week after conception, embryonic cells begin to differentiate into different forms, including muscles, liver and brain cells. These changes come as a result of chemical clues from neighboring cells. 

As the zygote and embryos develop, these form into layers, in a process called gastrulation. Cells on the inside of the developing body start forming into brains and skin, while those on the outside form the organs, blood and muscles of the body. 

Regenerative medicine could be developed from cells still capable of differentiation. This could allow the development of a new generation of treatments for injury. 

Human beings use around 200 varieties of body cells. Researchers have attempted for years to teach adult cells to develop into different forms using chemicals. So far, those attempts have met with limited success. Usually, cells develop into random specific forms, without any relation between neighbors. Researchers found cells are responsive to lessons in geometry. 

"Understanding what happens in this moment, when individual members of this mass of embryonic stem cells begin to specialize for the very first time and organize themselves into layers, will be a key to harnessing the promise of regenerative medicine. It brings us closer to the possibility of replacement organs grown in petri dishes and wounds that can be swiftly healed," Ali Brivanlou of The Rockefeller University, said. 

The study used human stem cells that were confined within tiny round etchings on glass plates. These micropatterns were created using a chemical process. When chemicals to spur layer formation were applied to the cells, gastrulation began. Control groups of stem cells not confined in the micropatterns failed to form into layers. 

Brivanlou and his team found specific chemical signals from stem cells that encourage other cells to develop into differing parts. This allows molecular biologists to investigate the process as it occurs, something that was never before possible. 

"We can now follow individual cells in real time in order to find out what makes them specialize, and we can begin to ask questions about the underlying genetics of this process," Aryeh Warmflash, post-doctorate research on the project, stated in a press release. 

By altering the shapes of these micropatterns, researchers hope they might be able to direct the development of the cells. This could have an important impact on medical research, as healthcare researchers could develop extremely pure samples of any body tissue for testing in the laboratory. 

Research into the role of geometry in the development of stem cells was published in the journal Nature Methods.