Úteros de laboratorio, una opción frente a los vientres de alquiler

Fuente: http://www.abc.es/sociedad/abci-uteros-laboratorio-opcion-frente-vientres-alquiler-201702202204_noticia.html

Puede que algún día este intenso debate sobre la maternidad subrogada se diluya como un azucarillo en una taza de té caliente. Sucedió con la clonación y la investigación con embriones. Llegó un avance sin recelos éticos y se zanjó de un plumazo la preocupación. Con los «vientres de alquiler» se espera que algún día suceda lo mismo. Los grupos científicos que trabajan en medicina reproductiva ya están trabajando en ello.

El primer paso se ha dado en Suecia con el trasplante de útero. Allí ya han nacido bebés de mujeres que se han sometido a esta intervención para ser madres. La idea también se quiere trasladar a España. Al menos en el Hospital de Valencia, hay un equipo dispuesto a hacer la intervención. Esta solución es válida para mujeres que han perdido el útero por un cáncer o han nacido sin él por una anomalía congénita. La técnica se ha demostrado que funciona, pero obliga a la futura madre a pasar por el riesgo de una cirugía y a tomar tratamientos para evitar el rechazo del nuevo órgano.

En el Instituto Valenciano de Infertilidad (IVI) se ha probado también con éxito un tratamiento que regenera úteros atrofiados, una condición que impide a muchas mujeres ser madres. Lo hacen con células madre de la médula ósea obtenidas de la propia paciente e inyectadas de nuevo en el útero. Con esta fórmula ya han nacido, al menos, dos niños en España. La terapia ha sido documentada y publicada en la revista científica «Human Reproduction».

Este es solo el primer paso para intentar un avance más espectacular: la fabricación de úteros en el laboratorio. Sería la solución para las mujeres que hoy solo pueden optar a un «vientre de alquiler» o a la adopción para ser madres. El mismo grupo de investigación, en el que trabaja el científico Carlos Simón, ya ha empezado los primeros experimentos. Su objetivo es utilizar células madre de la médula ósea para fabricarlos a la medida de cada mujer. Básicamente, consiste en utilizar úteros desechados de otras mujeres (por ejemplo, por histerectomías), eliminarles todas sus células y volverlos a repoblar con las de la paciente, como si fuera propio. De esta manera, al trasplantarlo no provocaría ningún rechazo porque el organismo lo reconocería como un tejido propio.

No es ciencia ficción. En pruebas con animales, se ha conseguido descelularizar y volver a recelularizar úteros de animales que han sido funcionales. «Lo hemos mantenido vivo en el laboratorio durante semanas, conectado a una máquina para mantener la circulación sanguínea y con aporte hormonal. Así hemos logrado hasta que menstruara», asegura.

Contar con una incubadora artificial que reproduzca las condiciones de un útero materno aún es una posibilidad que se ve lejana. Sería la única opción frente a la maternidad subrogada que tendrían las parejas homosexuales. Simón lo ve posible, aunque aún suene a ciencia ficción. «Fantaseamos con ello. Yo creo que llegará el día en que las mujeres elegirán cómo quieren afrontar su maternidad. Decidirán si quieren albergar a su hijo en su útero y someterse a los riesgos y complicaciones de un embarazo o confiarlo a una incubadora de un laboratorio».

Tendencias científicas: Ratones vivos engendrados con óvulos artificiales

Fuente: http://cordis.europa.eu/news/rcn/126566_es.html

Unos científicos japoneses han sido los primeros en crear óvulos artificiales a partir de células madre y en utilizarlos para engendrar ratones vivos gracias a un proceso que, en el futuro, podría aplicarse a seres humanos.

Un grupo de científicos japoneses ha conseguido propiciar el nacimiento de casi una docena de roedores engendrados en óvulos en fase temprana desarrollados en laboratorio. Tras crear los óvulos a partir de células madre murinas, los científicos los fertilizaron con esperma de ratón y obtuvieron cientos de embriones. Después, los embriones se implantaron en hembras de ratón y se produjo el nacimiento de algunas crías de ratón aparentemente saludables. Las crías que sobrevivieron crecieron y se convirtieron en ejemplares adultos fértiles y sanos.

Aunque este método no permitirá crear óvulos humanos en un futuro cercano —la tasa de éxito es muy baja y, en ocasiones, los óvulos son defectuosos—, este avance podría ayudar a identificar genes implicados en el desarrollo y la maduración de los óvulos. No obstante, se especula que, en caso de perfeccionarse la tecnología, en un futuro lejano esta técnica podría facilitar la maternidad de un mayor número de mujeres, propiciando el nacimiento de bebés más sanos.

En un artículo publicado en la revista «Nature», el profesor Katsuhiko Hayashi de la Universidad de Kyushu, máximo responsable del equipo de investigación que realizó este avance, describe el modo en que se crearon los primeros óvulos de ratón a partir de células madre embrionarias y otros con tejidos pertenecientes a la piel de la cola. Tras esto, el equipo elaboró una mezcla de compuestos químicos que imitaba las condiciones de un ovario con el propósito de favorecer la transformación de las células madre en folículos, esto es, los conductos diminutos que se encuentran en los ovarios que producen óvulos. A partir de estos folículos, el equipo de investigación pudo obtener óvulos sanos. Finalmente, los científicos implantaron en hembras más de trescientos embriones gestados durante dos días, aunque tan sólo se produjeron once embarazos que desembocaran en un alumbramiento normal. Este avance se basa en un trabajo de investigación desarrollado durante diez años por Hayashi y su equipo.

«Se trata de la primera vez que se crean, en laboratorio y desde las primeras fases de su desarrollo, óvulos completamente maduros y que se pueden fecundar», comentó Richard Anderson, profesor de medicina reproductiva en la Universidad de Edimburgo —ajeno al estudio—. «Pese a que la posibilidad de crear óvulos de mujer artificiales resulta aún muy lejana, este estudio nos proporciona una base con la que elaborar modelos experimentales para analizar el desarrollo de óvulos generados con células de otras especies, entre ellas la humana. En un futuro, este método podría ayudar a mujeres afectadas por una pérdida de fertilidad precoz, así como a mejorar los tratamientos de fertilidad más convencionales».

Sin embargo, este avance también suscita una serie de cuestiones éticas relevantes, tales como si la tecnología progresará hasta el punto de hacer posible la creación de «bebés a la carta» con alteraciones genéticas escogidas por los progenitores. También existe la posibilidad de que un método de esta índole provoque ciertas anomalías, dado que las células se manipulan en laboratorio en numerosas ocasiones.

Baste decir que para poder aplicar el método del profesor Hayashi en humanos dista un largo camino, aunque él y su equipo están trabajando actualmente para llevar su investigación a otro nivel extrapolando su exitosa técnica a células de primate.

Obtienen óvulos 'in vitro' a partir de células pluripotentes

Fuente: http://ginecologia-y-obstetricia.diariomedico.com/2016/10/17/area-cientifica/especialidades/ginecologia-y-obstetricia/obtienen-ovulos-in-vitro-a-partir-de-celulas-pluripotentes

Un equipo de investigadores japoneses obtiene óvulos funcionales a partir de células iPS y células madre embrionarias, según publica Nature.

Una técnica de reprogramación celular ha conseguido producir in vitro óvulos funcionales de ratón. El procedimiento se describe en la edición electrónica de Nature. Los óvulos, que se han obtenido a partir de células madre de pluripotencialidad inducida (iPS) y de células madre embrionarias, se emplearon para generar a su vez crías de ratón, que fueron sanas y fértiles en la edad adulta. Así lo destacan los autores de este trabajo, encabezados por Katsuhiko Hayashi, de la Universidad de Kyushu, en Fukuoka (Japón).

El óvulo es el único tipo de célula con totipotencialidad, una cualidad que le permite producir todas las células diferenciadas del organismo. Sin embargo, el proceso por el que puede dar lugar a todas las células no se entiende bien.

Las células germinales femeninas se someten a una serie de procesos de diferenciación, que en sucesivas fases conducen al desarrollo del óvulo totalmente funcional. Durante años, la biología del desarrollo ha intentado reconstruir ese desarrollo de los ovocitos que finalmente producen los óvulos funcionales, a partir de células madre pluripotentes.

El equipo de Katsuhiko Hayashi, del Departamento de Medicina y Biología de la Célula Madre en la citada universidad japonesa, ha generado óvulos maduros en cultivo, empleando varios tipos de líneas celulares: células madre embrionarias y células madre pluripotentes inducidas o iPS, a su vez derivadas tanto de fibroblastos de embriones murinos como de fibroblastos de cola de ratón adulto.

Una vez obtenidos los óvulos, los sometieron a una fecundación in vitro y los embriones generados se transfirieron a ratones hembra que resultaron en el nacimiento de crías sanas. Además, estas crías, tanto hembras como machos, demostraron ser fértiles en la edad adulta y generaron una nueva camada de ratones. Asimismo, las células madre embrionarias obtenidas de los óvulos generados en cultivo y fertilizados en vitro, también pudieron a su vez rederivarse.

Crean óvulos fertilizables en laboratorio por primera vez

Fuente: http://elpais.com/elpais/2016/10/17/ciencia/1476715715_976499.html

Investigadores japoneses producen óvulos de ratón completamente funcionales a partir de células madre.

Ovocito de cerdo rodeado de células granuladas.

Un grupo de investigadores japoneses ha logrado producir óvulos de ratón completamente funcionales a partir de células madre pluripotentes. El trabajo, que se publica en la revista Nature, explica cómo crearon esos óvulos a partir de células extraídas de embriones y de la punta de la cola de los animales. Después, el equipo, liderado por Katsuhiko Hayashi, de la Universidad de Kyushu, sometieron a los óvulos cultivados en el laboratorio a fecundación in vitro y los insertaron en hembras de ratón para su gestación. Pese a que el proceso tiene un porcentaje de éxito pequeño, algunos de esos embarazos produjeron crías fértiles que después tuvieron sus propias crías.

Aunque el resultado podría hacer pensar en la posibilidad de crear óvulos a partir de células madre de personas que no los pueden producir, como por ejemplo una pareja estéril o de dos hombres, la aplicación clínica de estos resultados aún es lejana. “El interés de este resultado es que demuestra que las células pluripotentes pueden dar lugar a cualquier tipo celular”, explica Anna Veiga, directora del Banco de Líneas Celulares del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona. “Sirve sobre todo para entender cuáles son las etapas de formación de los gametos femeninos [los óvulos], un proceso de una complejidad enorme”, añade.

Los óvulos son el único tipo de célula totipotente, con la habilidad para dividirse y producir todos los distintos tipos de células de un organismo, pero aún no se entiende bien cómo lo logran. Este sistema de cultivo de óvulos ayudará a comprender los mecanismos moleculares que llevan a los ovocitos a tener sus peculiares capacidades.

Sobre el camino hasta la aplicación clínica de estas técnicas, algunos investigadores ya han señalado varias dificultades. Los propios autores realizaron pruebas que muestran que el desarrollo de los óvulos in vitro daba lugar a más anormalidades que el proceso natural. Martin Johnson, profesor de la Universidad de Cambridge, apuntaba al Science Media Center de Londres que “las pautas de expresión genética de la mayoría de los óvulos maduros creados in vitro mostraban diferencias significativas” con óvulos “normales”. Este tipo de problemas hace que pocos embriones formados a partir de los óvulos cultivados llegasen a desarrollarse adecuadamente.

Además, para trasladar este tipo de investigación a humanos, habría que superar algunos problemas éticos. Los autores del trabajo que se publica en Nature tuvieron que crear ovarios artificiales en los que hacer crecer los óvulos a partir de las células germinales generadas con células madre. En esos ovarios era necesaria la presencia de un tipo de células, que permiten el crecimiento de los óvulos, extraídas de embriones y que por el momento no saben producir en el laboratorio. Esto supondría un obstáculo ético importante en un hipotético traslado a la clínica y a humanos de la técnica presentada.

“Si al final se fuese capaz de generar ovocitos funcionales que sean fecundables y nos podamos asegurar de que den lugar a individuos sin ningún tipo de problema, se podría utilizar para generar ovocitos que ayuden a solucionar algunos tipos de infertilidad producidos por un fallo en la producción de estos ovocitos o por una menopausia precoz”, plantea Veiga. Una vez más, para adquirir este tipo de conocimiento que garantice la seguridad del proceso, sería necesario crear y destruir embriones, algo ilegal en países como España.

Nace el primer bebé del mundo con la técnica del ADN de tres padres

Fuente: http://www.elmundo.es/salud/2016/09/27/57ea979946163f37608b4591.html

El doctor John Zhang junto al bebé concebido gracias a la nueva técnica del New Hope Fertility Centre.

Tiene cinco meses, se llama Ibrahim y la noticia de su nacimiento dio la vuelta al mundo, por tratarse del primer bebé engendrado mediante la controvertida técnica de los tres padres, que en teoría permite a progenitores con mutaciones genéticas raras concebir hijos sanos utilizando ADN del padre, de la madre y de una donante. Aunque sólo es legal en Reino Unido -donde se aprobó en 2015-, Ibrahim, cuyos padres son jordanos, nació en México, asistido por un equipo de doctores estadounidenses.

Este aspecto, unido a que los investigadores no han presentado el caso en ningún paper científico -la historia fue una exclusiva de la revista New Scientist- y han anunciado que darán los detalles en el próximo Congreso de Medicina Reproductiva de la Sociedad Americana de Salt Lake City (EEUU), que se celebrará en octubre, ha despertado dudas en la comunidad médica.

«Se trata de una técnica que se considera experimental. En Reino Unido fue autorizada y otros equipos llevan tiempo intentando obtener el visto bueno de comités éticos. Pero mientras tanto, un médico se ha ido a México a hacerlo. Falta la información científica, la regulación necesaria para llevarla a cabo y el seguimiento del niño nacido. No hay que lanzar las campanas al vuelo», advirtió Carlos Simón, especialista y Catedrático de Obstetricia y Ginecología de la Universidad de Valencia.

Embriones de tres progenitores

En este caso, la madre del bebé, Ibtisam Shaban, portaba genes del llamado síndrome de Leigh. Según detalla Guillerno Antiñolo, jefe del departamento de genética, reproducción y medicina fetal del Hospital Universitario Virgen del Rocío de Sevilla, se trata de una enfermedad mitocondrial muy rara, con una prevalencia de un caso cada 40.000 bebés, muy dura y de muy difícil diagnóstico: «Los niños nacen mal y empeoran muy rápido, supone un sufrimiento tremendo para los padres y para los hijos». En España nacen cada año aproximadamente medio centenar de niños con este síndrome que, como todas las enfermedades mitocondriales, «se transmite exclusivamente por vía materna», aclara este especialista.

Los genes de ese síndrome están en el ADN mitocondrial, que transporta 37 genes que se transmiten de madres a hijos. Según New Scientist, alrededor de un cuarto del ADN mitocondrial de Shaban portaba la mutación de la enfermedad y, aunque ella está sana, sus dos primeros hijos murieron porque nacieron con el trastorno, que afecta al sistema nervioso. Por eso, ella y su marido, Mahmoud Hassan, recurrieron a la ayuda del doctor John Zhang y su equipo del Centro de Fertilidad Nueva Esperanza de Nueva York, que tienen otra clínica en México, donde se llevó a cabo la técnica.

La aprobada en Reino Unido consiste en fertilizar los óvulos de la madre y la donante con espermatozoides del padre y antes de que los óvulos fertilizados comiencen a dividirse en embriones se retira cada núcleo, se descarta el de la donante y se reemplaza por el de la madre. Pero al ser Shaban y Hassan musulmanes, se oponían a la destrucción de embriones por motivos religiosos. Por ello, Zhang adoptó una variación que fue fertilizar sólo el óvulo de la donante ya con el núcleo de la madre insertado.

«Básicamente lo que se hace en esta técnica es fertilizar dos óvulos, uno de la donante y otro de la madre biológica, y han extraído el núcleo de uno y lo han puesto en el núcleo del otro», explica Antiñolo de manera resumida. A pesar de que popularmente se denomina técnica del ADN de tres padres, este experto destaca que «en realidad el bebé es de dos padres. Lo único que se ha hecho, aunque es algo muy complejo, es conservar el citoplasma con mitocondrias que funcionan bien», apunta. «En cada célula hay miles de mitocondrias, que son las que se encargan de la energía, del metabolismo. Son como nuestras centrales térmicas. En la enfermedad de Leigh, las mitocondrias tienen un error y funcionan mal. Dependiendo de cuántas mitocondrias estén averiadas, es decir, que no hagan bien su trabajo, se produce la enfermedad», añade.

Aunque Antiñolo se alegra de que el niño se encuentre bien y cree que el hecho de que esta técnica diera resultado es una noticia positiva, se muestra «totalmente en contra» de que se haya llevado a cabo en México, un país en el que no hay una ley al respecto, pues considera que la regulación es imprescindible para que el proceso pueda realizarse con garantías: «Así se hizo en Reino Unido, donde hubo un intenso debate social y profesional. La reproducción humana asistida en general y técnicas tan delicadas como la transferencia nuclear necesitan una regulación muy estricta», señala. Y subraya que poner en marcha estas técnicas sin regulación «va contra el avance de la tecnología porque le quita credibilidad».

Este experto en reproducción está a favor de que, al igual que ha hecho Reino Unido, España apruebe esta técnica: «Creo que sería positivo. Necesitamos tener ese debate porque España tiene una legislación muy garantista y avanzada en todo lo que concierne a reproducción humana asistida. No hay ninguna rama que se aproxime tanto a los cambios sociales y tecnológicos como la reproducción. Y se trata de una técnica que permite que nazcan bebés sanos», argumenta.

Reino Unido fue el primer país en el mundo -y el único hasta el momento- en abrir la brecha en febrero del 2015, cuando el Parlamento británico dio luz verde a la técnica de los tres padres. Pese a la polémica previa y las resistencias de la Iglesia Anglicana, la ley fue aprobada por una mayoría (382 votos a favor y 128 en contra) y fue recibida con los brazos abiertos por las familias con hijos con enfermedades neurodegenerativas, informa Carlos Fresneda.

Los científicos británicos, y en concreto el equipo capitaneado por el neurólogo Doug Turnbull, de la Universidad de Newcastle, iban a la vanguardia mundial en esta técnica. Se estima que más de 2.500 mujeres podrían beneficiarse del tratamiento en el Reino Unido, y 150 estaban ya en lista de espera en el momento de ser aprobada la ley. Los primeros «embriones de tres padres» podrían haber sido concebidos este mismo año, pero de momento no se ha confirmado ningún nacimiento por este procedimiento en el país.

Turnbull, pionero en estas investigaciones, recibió con cautela la noticia sobre el nacimiento de Ibrahim. «La investigación que recoge New Scientist da muy poca información sobre la naturaleza de la técnica usada, sobre el proceso ético de aprobación o sobre la evolución del bebé», declaró en su primera reacción tras conocer el alumbramiento, y recalcó que el Reino Unido es hoy por hoy el único país donde este procedimiento está convenientemente «regulado».

Por su parte, el doctor Dusko Ilic, especialista en células madre del King's College de Londres, aseguró que se trataba de una noticia histórica. «Esperemos que esto sirva para aplacar las críticas, acelerar los avances científicos y asistir pronto al nacimiento de un bebé por esta técnica en el Reino Unido», declaró.

El equipo de Zhang afirma que el bebé porta menos del 1% de la mutación del síndrome de Leigh, un porcentaje demasiado bajo como para causarle problemas, pues se estima que es necesario aproximadamente un 18% de mitocondria afectada para desarrollar la enfermedad. No obstante, el niño debe ser monitorizado para ver cómo evoluciona. «La técnica es muy artesanal, hay que trabajar con microinyección y extraer las mitocondrias afectadas para sustituirlas por otras. Puede que no se haya introducido suficiente mitocondria sana para revertir la enfermedad. Y además, ésta puede debutar en cualquier momento», advierte el doctor Simon.

Reproducción de ratones prescindiendo del óvulo abre nuevas perspectivas

Fuente: http://www.lainformacion.com/salud/especializaciones-medicas/genetica/Reproduccion-ratones-prescindiendo-nuevas-perspectivas_0_953305911.html

Por primera vez se logró reproducir ratones fertilizando una célula que no era un óvulo, lo cual abre nuevas perspectivas de reproducción asistida, según un estudio.

"Se pensaba que sólo un ovocito era capaz de reprogramar el esperma para lanzar el desarrollo del embrión. Es la primera vez que se obtiene un desarrollo que llega a término inyectando esperma en los embriones", dijo Tony Perry, principal autor del artículo que publica Nature.

El "embrión" utilizado es una forma muy particular y artificial, obtenida estimulando químicamente un óvulo para que inicie el proceso de división celular sin que intervengan los espermatozoides.

Al inyectar esperma en estas células particulares, denominadas partenotes, los investigadores lograron hacer nacer ratones en un 24% de los casos.

Estos pequeños ratones se convirtieron en adultos fértiles y tuvieron una esperanza de vida normal, destacó Perry en una conferencia de prensa en Londres.

Según varios expertos interrogados, esta investigación, que ayuda a una mejor comprensión de los mecanismos de reproducción de los mamíferos, abre nuevas perspectivas en materia de reproducción asistida.

Los autores, de la Universidad de Bath en Gran Bretaña y de Regensburg en Alemania, consideran incluso posible que se pueda algún día prescindir de los óvulos para la reproducción.

"Es un artículo muy interesante, y una proeza técnica", comentó Robin Lovell-Badge, biólogo británico especializado en genética de células madre, que no participó en el estudio. "Estoy seguro de que esto nos enseñará cosas importantes sobre la reprogramación (celular) en los primeros estados de desarrollo" esenciales en materia de tratamiento de la fertilidad, opinó el biólogo del Francis Crick Institute, de Londres.

El estudio logró demostrar que la activación del genoma paterno contenido en el semen, que desencadena la formación del embrión "puede hacerse a un estado más tardío que lo inicialmente previsto, no solo en el ovocito", observa Marie-Hélène Verlhac, investigadora francesa.

En el futuro, "se puede imaginar recurrir también a los partenotes" en la reproducción asistida, lo cual permitiría depender menos de los ovocitos, cuya colecta es una operación muy ardua. Es decir que podría abrir puertas hacia la reproducción de padres hombres homosexuales o de una pareja heterosexual infértil.

Aunque de momento se tenga que partir de un ovocito para fabricar este partenote o embrión virgen, se puede imaginar que en el futuro se podrá prescindir del ovocito, produciéndolas por ejemplo a partir de células de la piel, adelantó Perry.

Estos resultados presentan inconvenientes éticos, admitió por otra parte el biólogo. En efecto, uno de los argumentos adelantados para justificar la utilización de pertenotes como fuente de células madre en el ser humano era el hecho de que esos embriones no eran viables.

Fabrican por vez primera células humanas que se convierten en óvulos y espermatozoides

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20141226/abci-celulas-madre-laborartorio-vida-201412261339.html

La información obtenida permitirá avanzar en la comprensión de las enfermedades asociadas con el envejecimiento.

Este es un 'embrioide' en el inicio de la aparición de células positivas sox17 (células verdes), que representan el nacimiento del linaje celular germinal humano

Científicos de la Universidad de Cambridge y del Instituto Weizmann han creado por vez primera células germinales primordiales -células que pueden convertirse en óvulos y espermatozoides- utilizando células madre embrionarias humanas. Es la primera vez que se hace en humanos, aunque ya se había logrado utilizando células madre de roedores. El estudio se publica en la revista «Cell».

Cuando un óvulo es fecundado por un espermatozoide éste comienza a dividirse en un grupo de células conocidas como blastocistos, que es la etapa previa al embrión. Dentro de esta ‘bola’ de células, algunas células forman la masa celular interna -que se desarrollará en el feto- y otras forman la pared exterior, que se convertirá en la placenta. A continuación, las células de la masa celular interna se reprograman para que se conviertan en células madre, es decir, en células que tienen el potencial de convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo. Y únicamente un pequeño número de dichas células se convierten en células germinales primordiales, que poseen el potencial de convertirse en células germinales (espermatozoides y óvulos), que son las encargadas de trasferir la información genética de la descendencia a su propia descendencia en el futuro.

«La creación de células germinales primordiales es uno de los primeros acontecimientos que ocurre durante el desarrollo embrionario de los mamíferos», explica Naoko Irie, autor del trabajo y profesor del Instituto Gurdon Wellcome del Cáncer del Reino Unido en la Universidad de Cambridge. «Es una etapa que hemos logrado recrear utilizando células madre de ratones y ratas, pero hasta ahora pocos estudios han hecho esto utilizando sistemáticamente las células madre humanas. Y así hemos encontrado importantes diferencias entre el desarrollo embrionario de los humanos y el de los roedores, por lo que los resultados en ratones y las ratas no pueden extrapolarse directamente a los seres humanos».

Los investigadores encontraron que el gen SOX17 es fundamental para hacer que las células madre humanas se conviertan en PGC, una etapa conocida como ‘especificación’. Sin embargo, el equivalente de este gen del ratón no está involucrado en el proceso, lo que sugiere una diferencia clave entre el ratón y el desarrollo humano. Hasta ahora se sabía que SOX17 participaba en la programación de las células madre para que se convirtieran en células endodérmicas, que posteriormente se transforman en células del pulmón, intestino y el páncreas, pero esta es la primera vez que se ha visto su función en la etapa de ‘especificación’ de PGC.

Además los científicos han visto que también es posible inducir células PGC a partir de células adultas reprogramadas, como las células de la piel, lo que permitirá investigaciones sobre células específicas del paciente para avanzar en el conocimiento de la línea germinal, la infertilidad y los tumores de células germinales humanas.

La investigación también tiene implicaciones para la comprensión del proceso de la herencia ‘epigenética’. Aunque desde hace tiempo se sabe que nuestro medio ambiente, por ejemplo la dieta o hábitos de fumar, puede afectar a nuestros genes a través de un proceso conocido como metilación y que estos patrones de metilación se pueden transmitir a la descendencia, ahora han demostrado que durante la etapa de especificación PGC, se inicia un programa para borrar estos patrones de metilación. Sin embargo, los rastros de estos patrones pueden ser heredados, aunque aún no está claro por qué ocurre.

«Las células germinales son ‘inmortales’ en el sentido de que proporcionan un vínculo duradero entre todas las generaciones, es decir, llevan la información genética de una generación a la siguiente», explican los investigadores. La información obtenida en el estudio, añaden, es de sumo interés para avanzar en la comprensión de las enfermedades asociadas con el envejecimiento, que en parte podrían estar causadas por mutaciones epigenéticas acumulativas.

Según Jacob Hanna, del  Instituto Weizmann, «tener la capacidad de crear PGC humanas en el laboratorio nos permitirá investigar el proceso de diferenciación en el nivel molecular». Por ejemplo, señala, «hemos visto que las células ‘naive’ pueden convertirse en las células germinales primordiales, pero que después de una semana en condiciones convencionales de crecimiento pierden esta capacidad. Y nos gustaría saber por qué: ¿Qué hay en los estados de células madre humanas que las hace más o menos competentes? Son las respuestas a estas preguntas básicas las que, en última instancia, hacen avanzar la tecnología de células iPS hasta su uso médico».

Human primordial cells created in the lab

Fuente: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-12/wios-hpc121814.php

A cell programming technique developed at the Weizmann Institute turns them into the earliest precursors of sperm and ova.

Groups at the Weizmann Institute of Science and Cambridge University have jointly managed the feat of turning back the clock on human cells to create primordial germ cells - the embryonic cells that give rise to sperm and ova - in the lab. This is the first time that human cells have been programmed into this early developmental stage. The results of their study, which were published in Cell, could help provide answers as to the causes of fertility problems, yield insight into the earliest stages of embryonic development and potentially, in the future, enable the development of new kinds of reproductive technology.

"Researchers have been attempting to create human primordial germ cells (PGCs) in the petri dish for years," says Dr. Jacob Hanna of the Institute's Molecular Genetics Department, who led the study together with research student Leehee Weinberger. PGCs arise within the early weeks of embryonic growth, as the embryonic stem cells in the fertilized egg begin to differentiate into the very basic cell types. Once these primordial cells become "specified," they continue developing toward precursor sperm cells or ova "pretty much on autopilot," says Hanna. The idea of creating these cells in the lab took off with the 2006 invention of induced pluripotent stem (iPS) cells - adult cells that are "reprogrammed" to look and act like embryonic stem cells, which can then differentiate into any cell type. Thus several years ago, when researchers in Japan created mouse iPS cells and then got them to differentiate into PGCs, scientists immediately set about trying to replicate the achievement in human cells. But until now, none had been successful.

These are clusters of human embryonic stem cells that were differentiated to an early germ cell (PGC) state (colored cells). Each color reveals the expression of a different gene. (l-r) NANOS3, NANOG, OCT4 and, on the right, all three combined in a single image.

Previous research in Hanna's lab pointed to new methods that could take human cells to the PGC state. That research had focused on the question of how human iPS cells and mouse embryonic cells differ: The mouse embryonic cells are easily kept in their stem cell state in the lab, while human iPS cells that have been reprogrammed - a technique that involves the insertion of four genes - have a strong drive to differentiate, and they often retain traces of "priming." Hanna and his group then created a method for tuning down the genetic pathway for differentiation, thus creating a new type of iPS cell that they dubbed "naïve cells." These naïve cells appeared to rejuvenate iPS cells one step further, closer to the original embryonic state from which they can truly differentiate into any cell type. Since these naïve cells are more similar to their mouse counterparts, Hanna and his group thought they could be coaxed to differentiate into primordial germ cells.

Working with naïve human embryonic stem and iPS cells, and applying the techniques that had been successful in the mouse cell experiments, the research team managed to produce cells that, in both cases, appeared to be identical to human PGCs. Together with the lab group of Prof. Azim Surani of Cambridge University, the scientists further tested and refined the method jointly in both labs. By adding a glowing red fluorescent marker to the genes for PGCs, they were able to gauge how many of the cells had been programmed. Their results showed that quite a high rate - up to 40% - had become PGCs; this quantity enables easy analysis. 

Hanna points out that PGCs are only the first step in creating human sperm and ova. A number of hurdles remain before labs will be able to complete the chain of events that move an adult cell through the cycle of embryonic stem cell and around to sperm or ova. For one, at some point in the process, these cells must learn to perform the neat trick of dividing their DNA in half before they can become viable reproductive cells. Still, he is confident that those hurdles will one day be overcome, raising the possibility, for example, of enabling women who have undergone chemotherapy or premature menopause to conceive.

In the meantime, the study has already yielded some interesting results that may have significant implications for further research on PGCs and possibly other early embryonic cells. The team managed to trace part of the genetic chain of events that directs a stem cell to differentiate into a primordial germ cell, and they discovered a master gene, Sox17, that regulates the process in humans, but not in mice. Because this gene network is quite different from the one that had been identified in mice, the researchers suspect that more than a few surprises may await scientists who study the process in humans.

Hanna: "Having the ability to create human PGCs in the petri dish will enable us to investigate the process of differentiation on the molecular level. For example, we found that only 'fresh' naïve cells can become PGCs; but after a week in conventional growth conditions they lose this capability once again. We want to know why this is. What is it about human stem cell states that makes them more or less competent? And what exactly drives the process of differentiation once a cell has been reprogrammed to its more naïve state? It is the answers to these basic questions that will, ultimately, advance iPS cell technology to the point of medical use."

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This collaborative project was made possible by a grant from BIRAX Britain Israel Research and Academic Exchange Partnership - Regenerative Medicine Initiative.

Dr. Jacob Hanna's research is supported by Pascal and Ilana Mantoux, France/Israel; the New York Stem Cell Foundation, the Flight Attendant Medical Research Institute (FAMRI), the Israel Cancer Research Fund (ICRF), the Helen and Martin Kimmel Award for Innovative Investigation, the Benoziyo Endowment Fund for the Advancement of Science; the Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust; the Sir Charles Clore Research Prize; Erica A. Drake and Robert Drake; the Abisch Frenkel Foundation for the Promotion of Life Sciences; the European Research Council; the Israel Science Foundation, and the Fritz Thyssen Stiftung. Dr. Hanna is a New York Stem Cell Foundation-Robertson Investigator.

The Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israel, is one of the world's top-ranking multidisciplinary research institutions. Noted for its wide-ranging exploration of the natural and exact sciences, the Institute is home to scientists, students, technicians and supporting staff. Institute research efforts include the search for new ways of fighting disease and hunger, examining leading questions in mathematics and computer science, probing the physics of matter and the universe, creating novel materials and developing new strategies for protecting the environment.

Weizmann Institute news releases are posted on the World Wide Web at http://wis-wander.weizmann.ac.il/, and are also available at http://www.eurekalert.org/

Identifying the source of stem cells

Fuente: http://www.sciencecodex.com/identifying_the_source_of_stem_cells-144568

When most animals begin life, cells immediately begin accepting assignments to become a head, tail or a vital organ. However, mammals, including humans, are special. The cells of mammalian embryos get to make a different first choice – to become the protective placenta or to commit to forming the baby.

It's during this critical first step that research from Michigan State University has revealed key discoveries. The results, published in the current issue of PLOS Genetics, provide insights into where stem cells come from, and could advance research in regenerative medicine. And since these events occur during the first four or five days of human pregnancy, the stage in which the highest percentage of pregnancies are lost, the study also has significant implications for fertility research.

Pluripotent stem cells can become any cell in the body and can be created in two ways. First, they can be produced when scientists reprogram mature adult cells. Second, they are created by embryos during this crucial four-day window of a mammalian pregnancy. In fact, this window is uniquely mammalian, said Amy Ralston, MSU assistant professor of biochemistry and molecular biology, and lead author on the study.

"Embryos make pluripotent stem cells with 100 percent efficiency," she said. "The process of reprogramming cells, manipulating our own cells to become stem cells, is merely 1 percent efficient. Embryos have it figured out, and we need to learn how they're doing it."

The researchers' first discovery is that in mouse embryos, the gene, Sox2, appears to be acting ahead of other genes traditionally identified as playing crucial roles in stem cell formation. Simply put, this gene could determine the source of stem cells in mammals. Now researchers are trying to decipher why Sox2 is taking the lead role.

Amy Ralston, MSU biochemist and molecular biologist, has identified a possible source of stem cells, which can advance regenerative and fertility research.

"Now we know Sox2 is the first indicator that a cell is pluripotent," Ralston said. "In fact, Sox2 may be the pre-pluripotent gene. We show that Sox2 is detectable in just one or two cells of the embryo earlier than previously thought, and earlier than other known stem cell genes."

The second discovery is that Sox2 has broader influence than initially thought. The gene appears to help coordinate the cells that make the fetus and the other cells that establish the pregnancy and nurture the fetus.

Future research will focus on studying exactly why Sox2 is playing this role. The team has strong insights, but they want to go deeper, Ralston said.

"Reprogramming is amazing, but it's inefficient," she said. "What we've learned from the embryo is how to improve efficiency, a process that could someday lead to generating stem cells for clinical purposes with a much higher success rate."

Source: Michigan State University

Paul Devroey: «La maternidad tardía es un problema global y el gran reto de la fertilidad humana»

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20141004/abci-paul-devroey-microinyeccion-espermatica-201410031805.html

El descubridor de la técnica de microinyección espermática afirma que «la congelación de óvulos es la mejor forma de garantizar una maternidad tardía».

Paul Devroey, doctor especialista en fertilidad y creador de la técnica de reproducción

Paul Devroey, director del Centro de Medicina Reproductiva de Bruselas, pasará a los anales de la historia de la medicina reproductiva como el hombre que casi erradicó la infertilidad masculina con el descubrimiento, en 1991, de la microinyección espermática intracitoplasmática, lo que se conoce como ICSI, un tipo de fecundación in vitro mediante el cual se selecciona un único espermatozoide y se introduce directamente dentro del óvulo en el laboratorio. Su arrojo científico y su vasto conocimiento de la materia le sirvieron hace más de 20 años para llegar a la conclusión de que las técnicas de reproducción asistida podrían mejorarse si se seleccionaba previamente a los espermatozoides y se inyectaban de uno en uno en el óvulo (antes se inyectaban varios).

La clave del elevado éxito de su propuesta es, según afirma, "utilizar el mejor espermatozoide en el momento adecuado". Veinte años después del hallazgo, Devroey se enfrenta ahora al gran reto de la fertilidad humana: la maternidad tardía. La mejor forma de asegurar un embarazo sano para la madre y el bebé es, a su juicio, la congelación de óvulos y la óptima preparación del endometrio. El especialista belga ha participado en el acto de conmemoración del 15 aniversario de la Clínica Eugin de Barcelona, líder en Cataluña en reproducción asistida.

-¿Veremos en breve a mujeres de más de 40 años con una baja reserva ovárica que son madres gracias al poder regenerador de las células madre?

-La maternidad tardía es el gran reto actual de la reproducción asistida y un problema global. El uso del poder regenerador de las células madre para conseguir embarazos más allá de los 40 años es algo que está aún en fase de experimentación. La forma más efectiva de alcanzar ese objetivo es hoy en día la congelación de óvulos. A partir de los 40 años las posibilidades de que una mujer se quede embarazada con sus propios óvulos cae en picado, por eso es importante criopreservar tus óvulos cuando eres más joven para poder ser madre cuando decidas de un bebé que tenga tu carga genética.

-¿Cree que debería haberse explicado mejor esta opción a las jóvenes?

-Absolutamente. Las jóvenes tienden a olvidar que su vida reproductiva tiene un límite, posponen la decisión de ser madre y cuando finalmente se deciden su reserva ovárica se ha agotado. Debe explicarse bien que existe esta opción y que ofrece garantías, y eso no se ha explicado lo suficiente desde la comunidad científica ni desde los medios.

-En una reciente entrevista, la doctora Anna Veiga, madre científica del primer bebé probeta de España, aseguraba que el gran paso en reproducción asistida se dará cuando se logren embarazos transfiriendo un solo embrión, ¿comparte esta opción?

-Sí. En muchos países se tiende a la transferencia múltiple de embriones para conseguir tasas de embarazo más elevadas, aunque lo óptimo es optimizar resultados con un sólo embrión tranferido. En Bélgica, a las mujeres de menos de 35 años sólo se les puede transferir un embrión, las tranferencias múltiples únicamente están autorizadas para mujeres que superan esa edad. Sin embargo, ese cambio de mentalidad es lento y muchos países siguen utilizando más de un embrión de forma generalizada.

-¿Cómo se puede mejorar técnicamente el procedimiento y liberar a las mujeres que se someten a un tratamiento in vitro de riesgos como la hiperestimulación ovárica?

-Yo apuesto por fragmentar más el proceso, es decir, en lugar de estimular a la mujer para extraerle los óvulos, inseminarlos para crear los embriones y después transferirlos, yo defiendo que el proceso se alargue unos dos meses. Hacerlo más pausadamente. Es decir, que se realice la estimulación ovárica, se creen los embriones, éstos se congelen, y se transfieran a la mujer cuando su endometrio esté perfectamente preparado. Es una propuesta que cuando la defiendo sigue sorprendiendo, aunque estoy convencido de su efectividad. La ciencia es simple, la clave está en encontrar el momento adecuado. Eso garantiza la eficacia y también el confort de la mujer, que se estresa ante la posibilidad de un embarazo múltiple.

-¿Recuerda qué sensación tuvo cuando gracias a su idea revolucionaria una pareja pudo cumplir su sueño de ser padres?

-Lo que recuerdo claramente y me marcó fue que la hija de esa pareja, la joven que constató por primera vez la eficacia de mi procedimiento, vino a verme cuando cumplió 16 años porque tenía curiosidad por saber cómo había logrado traerla al mundo. Me enterneció el gesto. Fue un orgullo explicárselo.

Scientists identify rare stem cells that hold potential for infertility treatments

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2014-09-scientists-rare-stem-cells-potential.html

First author Gina Aloisio, a student in UT Southwestern's Medical Scientist Training Program, and Dr. Diego H. Castrillon, Associate Professor of Pathology and Director of Investigative Pathology. 

Rare stem cells in testis that produce a biomarker protein called PAX7 help give rise to new sperm cells—and may hold a key to restoring fertility, research by scientists at UT Southwestern Medical Center suggests.

Researchers studying infertility in mouse models found that, unlike similar types of cells that develop into sperm, the stem cells that express PAX7 can survive treatment with toxic drugs and radiation. If the findings hold true in people, they eventually could lead to new strategies to restore or protect fertility in men undergoing cancer treatment.

"Unfortunately, many cancer treatments negatively impact fertility, and men who receive such treatments are at high risk of losing their fertility. This is of great concern among cancer patients," said Dr. Diego H. Castrillon, Associate Professor of Pathology and Director of Investigative Pathology. "The PAX7 stem cells we identified proved highly resistant to cancer treatments, suggesting that they may be the cells responsible for the recovery of fertility following such treatments."

Infertility, which the Centers for Disease Control estimates affects as many as 4.7 million men in the United States, is a key complication of cancer treatments, such as chemotherapy and radiation therapy.

The new findings, presented in the Journal of Clinical Investigation, provide valuable insight into the process of sperm development. Known as spermatogenesis, sperm development is driven by a population of "immature" stem cells called progenitors in the testes. These cells gradually "mature" into fully differentiated sperm cells. Dr. Castrillon and his team tracked progenitor cells that express the protein PAX7 in mouse testes, and found that these cells gradually give rise to mature sperm.

"We have long known that male fertility is driven by rare stem cells within the testes, but the precise identity of these stem cells has been disputed," said Dr. Castrillon, who holds the John H. Childers, M.D. Professorship in Pathology. "Our findings suggest that these rare PAX7 cells are the key cells within the testes that are ultimately responsible for male fertility." Importantly, even after exposure to toxic chemotherapy or radiation treatments, the PAX7-expressing cells continued to divide and thus could contribute to restoring sperm development.

Journal reference: Journal of Clinical Investigation

Avances para tratar la infertilidad masculina con células madre

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20140502/abci-regeneran-espermatozoides-celulas-madre-201405011403.html

Científicos de EE.UU. logran células precursoras de espermatozoides en tres varones con azoospermia.

Los varones con azoospermia son incapaces de fabricar espermatozoides o cuando lo hacen solo producen unos pocos

«Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo», dijo Arquímedes para explicar que una palanca sería capaz de levantar cualquier peso. En terapia celular se podría hacer casi el mismo juego de palabras. «Dadme un pedazo de piel y regeneraré cualquier tejido». Desde que el japonés Shinya Yamanaka demostró que las células de la piel podrían reprogramarse y convertirse en neuronas, células del corazón, del páncreas o de cualquier órgano se abrió una nueva era en la que se aspira a fabricar células de repuesto a la medida de cada paciente. Y, poco a poco, se están logrando resultados en los laboratorios.

El último experimento con reprogramación celular se publica en la revista «Cell» y demuestra que sería posible generar nuevos espermatozoides a partir de una muestra de piel de un varón.

El avance de la Universidad de Montana (EE.UU.) es el primer paso para devolver la fertilidad a hombres estériles, con azoospermia, la forma más grave de infertilidad. Los varones que tienen azoospermia son incapaces de fabricar espermatozoides o si lo hacen apenas consiguen unos pocos. Para concebir de forma natural se necesita una concentración de más de 20 millones por mililitro.

Los investigadores del Instituto de Medicina Regenerativa de Montana recurrieron a la estrategia que le mereció el nobel al japonés Yamanaka. Así fabricaron células germinales, las precursoras de los espermatozoides. Esta estrategia consiste en tomar una muestra de la piel, aislar sus células y transformarlas en una iPS, una célula pluripotente similar a la embrionaria. Lo hicieron con cinco varones. Tres de ellos tenían un problema genético, una mutación en su cromosoma Y, que les impide fabricar espermatozoides. Los otros dos eran fértiles.

En el experimento, las células iPS de los cinco pacientes se trasplantaron a los testículos de ratones estériles. Una vez inyectadas, las iPS fueron convirtiéndose sin ninguna manipulación en células espermatogénicas o germinales, las precursoras de los espermatozoides. Solo bastó con depositarlas en su ambiente natural. Estas células dejaron de evolucionar antes de convertirse en espermatozoides maduros, probablemente según explican los investigadores, por las diferencias entre los procesos reproductivos entre los seres humanos y los ratones.

La maduración se interrumpió con independencia de que las células procedieran de los voluntarios estériles o fértiles. Sí se comprobó que las iPS de los varones infértiles produjeron menos precursoras de espermatozoides que los voluntarios sanos.

Pese a los inconvenientes, los investigadores declaran sentirse «sorprendidos por la eficiencia» de la técnica. «Podría ser posible trasplantar células germinales derivadas de células madre directamente dentro de los testículos de hombres con problemas para fabricar espermatozoides», aventuró Renee Reijo, una de las investigadoras del Instituto de Medicina Regenerativa involucrada en este trabajo.

Reijo cree que la técnica podría ayudar tanto a varones con azoospermia de origen genético como a hombres estériles por tratamientos del cáncer.

El artículo publicado en «Cell» da esperanzas para pensar que en un futuro la azoospermia no será un freno para ser padre. Y, de momento, ofrece nuevas pistas para entender el proceso de generación de espermatozoides, a contar con un modelo de estudio. «Nuestro sueño es utilizar este modelo para fabricar un mapa genético de diferenciación de células germinales humanas, incluidas algunas en unos estadíos muy tempranos», asegura la investigadora.

Quizá la solución a la esterilidad masculina no sea repetir el proceso ideado para los ratones, sino encontrar un tratamiento eficaz con lo que se aprenda de estos experimentos.

De momento, la reproducción asistida con sus tratamientos de fecundación «in vitro» ofrece alguna solución, no siempre definitiva cuando el problema de infertilidad es masculino. En algunos casos de azoospermia, la ausencia de espermatozoides no es total y se pueden rescatar algunos del testículo para intentar inyectar directamente uno de ellos en el óvulo y fecundarlo. Este proceso se llama microinyección espermática o ICSI.

¿Cuántos espermatozoides se necesitan para que un varón sea fértil?

Cantidad y calidad: En la capacidad de fecundar del espermatozoide influyen muchos factores. No cuenta solo el número. El semen debe tener nutrientes apropiados para alimentar a los espermatozoides que flotan en él y estos deben moverse y contar con una morfología normal

Volumen de eyaculado: de 1,5 a 5 ml.

Número de espermatozoides: Más de 20 millones por mililitro.

Morfología: al menos el 35% debe tener un aspecto normal.

Movilidad: Debe ser mayor del 60%.

Capacidad de avance: Como mínimo +2, en una escala del 1 al 4.

Glóbulos blancos: menos de 1 millón por mililitro de semen.