Consiguen regenerar células de la médula espinal en ratones

Fuente: http://www.tendencias21.net/Consiguen-regenerar-celulas-de-la-medula-espinal-en-ratones_a43309.html

Investigadores de EE.UU. han conseguido regenerar células nerviosas maduras en la médula espinal de ratones. Aunque el método no está listo para usarse en humanos, muestra cómo las células gliales, las células no neuronales más abundantes del sistema nervioso, pueden transformarse en células más primitivas, tipo células madre, que luego se convierten en células nerviosas adultas.

Lei-Lei Wang (izda.) y Chun-Li Zhang. 

Investigadores del UT Southwestern Medical Center (Texas, EE.UU.) han impulsado con éxito la regeneración de células nerviosas maduras de la médula espinal de mamíferos adultos, un logro que algún día podría traducirse en mejores terapias para los pacientes con lesiones de la médula espinal. 

"Esta investigación sienta las bases para la medicina regenerativa para lesiones de la médula espinal. Hemos descubierto los puntos de control moleculares y celulares críticos en una vía involucrada en el proceso de regeneración, que puede ser manipulada para impulsar la regeneración de las células nerviosas después de una lesión de la médula", dice el autor principal, Chun-Li Zhang, profesor de biología molecular, en la nota de UT Southwestern. 

Zhang advierte de que esta investigación en ratones, publicada por Cell Reports, se encuentra todavía en fase de experimentación temprana y no está lista para usarse en humanos. 

"Las lesiones de la médula espinal pueden ser fatales o causar discapacidad grave. Muchos supervivientes presentan parálisis, pérdida de calidad de vida, y enormes cargas financieras y emocionales", dice la autora principal, Lei-Lei Wang, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Zhang cuya serie de análisis in vivo (en animales vivos) llevaron al descubrimiento. 

Las lesiones de la médula espinal pueden dar lugar a daños irreversibles de la red neuronal que, en última instancia, pueden poner en peligro las funciones motoras y sensoriales. Estos resultados surgen debido a que las médulas espinales adultas tienen una capacidad muy limitada para regenerar neuronas dañadas, dice Zhang. 

El laboratorio de Zhang se centra en las células gliales, el tipo no neuronal más abundante de células del sistema nervioso central. Las células gliales apoyan a las células nerviosas en la médula y forman tejido cicatricial espinal en respuesta a una lesión. En 2013 y 2014, el laboratorio de Zhang creó nuevas células nerviosas en el cerebro y la médula espinal de ratones mediante la introducción de factores de transcripción que promovieron la transición de las células gliales adultas a estados más primitivos, similares a los de las células madre, y luego consiguió que maduraran y se convirtieran en células nerviosas adultas. 

El número de nuevas células nerviosas de la columna generadas por este proceso fue bajo, pero llevó a los investigadores a centrarse en maneras de amplificar la producción de neuronas adultas.

En un proceso de dos etapas, los investigadores silenciaron primero partes de la vía de la proteína p53-p21, que actúa como un obstáculo para la reprogramación de las células gliales en las células primitivas, con potencial de convertirse en células nerviosas. A pesar de que se eliminó el bloqueo con éxito, muchas células no pudieron avanzar más allá de la etapa de células tipo-células madre.

En el segundo paso, se buscó en los ratones factores que pudieran aumentar el número de células primitivas que maduraran hacia neuronas adultas. Se identificaron dos factores de crecimiento -BDNF y Noggin- que llevan a cabo este objetivo, dice Zhang. Usando este enfoque, los investigadores multiplicaron el número de nuevas neuronas maduras por diez. 

"Silenciar la vía p53-p21 dio origen a células progenitoras (similares a las células madre), pero sólo unas pocas maduraron. Cuando se añadieron los dos factores de crecimiento, maduraron decenas de miles de progenitoras", dice Zhang. 

Otros experimentos en los que buscaron marcadores biológicos que se encuentran comúnmente en la comunicación de las células nerviosas indicaron que las nuevas neuronas pueden formar redes, agrega. 

"Debido a que se piensa que la activación de p53 protege a las células de una proliferación incontrolada, como en el cáncer, hicimos un seguimiento de ratones que mostraron una inactivación temporal de la vía p53 durante 15 meses sin observar ningún aumento del riesgo de cáncer en la médula espinal", dice. 

"Nuestra capacidad para producir con éxito una gran población de neuronas nuevas y de diversos subtipos en la médula espinal adulta proporciona una base celular para una terapia basada en la regeneración de las lesiones de la médula espinal. Si se confirma en estudios futuros, esta estrategia podría allanar el camino para el uso de las propias células gliales del paciente, evitando de este modo los trasplantes y la necesidad de terapia inmunosupresora", dice Zhang. En el estudio han participado también científicos de China y de la Universidad de Indiana (EE.UU.).

Referencia bibliográfica: 

Lei-Lei Wang, Zhida Su, Wenjiao Tai, Yuhua Zou, Xiao-Ming Xu, Chun-Li Zhang: The p53 Pathway Controls SOX2-Mediated Reprogramming in the Adult Mouse Spinal Cord. Cell Reports (2016). DOI: 10.1016/j.celrep.2016.09.038.

Transforman células de la piel en neuronas y células del corazón

Fuente: http://www.tendencias21.net/Transforman-celulas-de-la-piel-en-neuronas-y-celulas-del-corazon_a42508.html

Investigadores de EE.UU. han reprogramado químicamente células de la piel para que se transformen en células del corazón y del cerebro, sin tener que añadir genes externos. Por el momento han probado el método con ratones.

Célula del corazón reprogramada a partir de una célula de la piel.

Científicos de los Institutos Gladstone (San Francisco, California, EE.UU.) han transformado células de la piel en células del corazón y del cerebro usando una combinación de productos químicos. 

Todo el trabajo anterior sobre reprogramación celular requería la adición de genes externos a las células, por lo que este logro es una hazaña sin precedentes, según la información de Gladstone. 

En dos estudios publicados en Science y Cell Stem Cell, el equipo de científicos, que fueron dirigidos por el investigador principal Sheng Ding, y son parte del Centro Roddenberry para Biología y Medicina de Células Madre de Gladstone, utilizaron cócteles químicos para inducir gradualmente a las células de la piel a convertirse en células similares a las células madre específicas de órganos, y, en última instancia, en células del corazón o del cerebro. 

Este descubrimiento ofrece un método más eficiente y confiable para reprogramar las células y evita las preocupaciones médicas que rodean a la ingeniería genética. "Nos lleva más cerca de ser capaces de generar nuevas células en la zona de la lesión de los pacientes", dice Ding, autor principal de ambos estudios. 

"Nuestra esperanza es que las enfermedades como la insuficiencia cardiaca o la enfermedad de Parkinson se traten un día con medicamentos que ayudan a regenerar las áreas dañadas del cerebro y del corazón a partir de las propias células de los tejidos. Este proceso está mucho más cerca de la regeneración natural que ocurre en animales como los tritones y salamandras, lo cual nos ha fascinado desde siempre". 

Los corazones adultos tienen una capacidad muy limitada para generar nuevas células, por lo que los científicos han buscado una forma de reemplazar las células perdidas después de un ataque al corazón, como el trasplante de células cardiacas adultas o de células madre, en el corazón dañado. 

Sin embargo, estos esfuerzos han sido en gran medida ineficaces, ya que la mayoría de las células adultas trasplantadas no sobreviven o no se integran adecuadamente en el corazón, y pocas células madre pueden ser inducidas a convertirse en células del corazón. 

Un enfoque alternativo pionero de Deepak Srivastava, director de investigación cardiovascular con células madre de Gladstone, utilizó genes para convertir las células formadoras de cicatrices del corazón de los animales en músculo nuevo que mejoraba la función del corazón. Un enfoque de reprogramación química que haga lo mismo puede ofrecer una manera más fácil de proporcionar las señales que inducen al músculo del corazón a regenerarse localmente. 

En el estudio de Science, dirigido por el primer autor Nan Cao, postdoc en el laboratorio de Ding, los investigadores utilizaron un cóctel de nueve productos químicos para transformar las células de piel humana en células del corazón. Por ensayo y error, encontraron la mejor combinación de productos químicos para comenzar el proceso, cambiando las células a un estado parecido al de las células madre multipotentes, que pueden convertirse en muchos tipos diferentes de células en un órgano en particular. 

Un segundo cóctel de sustancias químicas y factores de crecimiento ayudó a las células a convertirse en células musculares del corazón. 

Con este método, más del 97% de las células comenzaron a latir, una característica de las células del corazón completamente desarrolladas y sanas. Las células también respondieron apropiadamente a las hormonas, y molecularmente, se parecían a las células del músculo del corazón, no a las células de la piel. Es más, cuando las células fueron trasplantadas a un corazón de ratón al inicio del proceso, evolucionaron a células musculares del corazón de aspecto saludable. 

"El objetivo final de tratar la insuficiencia cardíaca es conseguir una manera robusta y fiable de que el corazón cree nuevas células musculares", dice Srivastava, co-autor principal del artículo de Science. "La reprogramación de células del propio paciente podría ser la forma más segura y eficiente de regenerar músculo cardíaco enfermo o agonizante."

Neuronas creadas a partir de células madre neuronales químicamente inducidas.

En el segundo estudio, cuyo autor es el investigador postdoctoral Mingliang Zhang, y que se ha publicado en Cell Stem Cell, los científicos crearon células madre neurales a partir de células de piel de ratón utilizando un enfoque similar. 

El cóctel químico de nuevo consistió en nueve moléculas, algunas de las cuales se superponen con las utilizadas en el primer estudio. Durante diez días, el cóctel cambió la identidad de las células, hasta que todos los genes de las células de la piel se apagaron y los genes de células madre neurales se activaban gradualmente. 

Cuando se trasplantaron a ratones, las células madre neuronales evolucionaron espontáneamente en los tres tipos básicos de células cerebrales: neuronas, oligodendrocitos y astrocitos. Las células madre neuronales también fueron capaces de auto-replicarse, lo que es ideal para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas o lesiones cerebrales. 

"Estas células madre neurales podrían emplearse un día para la terapia de reemplazo celular en enfermedades neurodegenerativas como el parkinson y el alzheimer", dice el co-autor Yadong Huang. "En el futuro, podríamos incluso imaginar el tratamiento de pacientes con un cóctel de fármacos que actúe sobre el cerebro o la médula espinal, rejuveneciendo las células del cerebro en tiempo real."

Referencias bibliográficas: 

Nan Cao, Yu Huang, Jiashun Zheng, C. Ian Spencer, Yu Zhang, Ji-Dong Fu, Baoming Nie, Min Xie, Mingliang Zhang, Haixia Wang, Tianhua Ma, Tao Xu, Guilai Shi, Deepak Srivastava, Sheng Ding: Conversion of human fibroblasts into functional cardiomyocytes by small molecules. Science (2016). DOI: 10.1126/science.aaf1502 

Mingliang Zhang , Yuan-Hung Lin , Yujiao Jennifer Sun , Saiyong Zhu10 , Jiashun Zheng , Kai Liu , Nan Cao , Ke Li , Yadong Huang , Sheng Ding: Pharmacological Reprogramming of Fibroblasts into Neural Stem Cells by Signaling-Directed Transcriptional Activation. Cell Stem Cell (2016). DOI: 10.1016/j.stem.2016.03.020

Crean células madre a partir de células de la piel sin recurrir a la manipulación genética

Fuente: http://www.abc.es/salud/enfermedades/abci-crean-celulas-madre-partir-celulas-piel-sin-recurrir-manipulacion-genetica-201604282127_noticia.html

Investigadores de EEUU diseñan un cóctel de fármacos que logra que las células de la piel se reprogramen en células madre que, a su vez, se diferencian en neuronas y miocardiocitos.

Células del miocardio conectadas por filamentos de actina.

Dada su capacidad para, por una parte, diferenciarse en cualquier tipo de célula y, por otra, dividirse de forma ilimitada, las células madre constituyen la base de los actuales estudios de investigación para la generación o regeneración de órganos y tejidos. El problema es que estas células madre se obtienen a partir de la manipulación genética de células adultas. Y esta manipulación, además de muy compleja, resulta en ocasiones poco segura –requiere la adición de genes externos, por lo general introducidos a través de un virus–. Sin embargo, la reprogramación de células adultas en células madre también puede hacerse ‘farmacológicamente’. Así lo muestran dos estudios llevados a cabo por investigadores del Centro Roddenberry para la Medicina y la Biología de las Células Madre de los Institutos Gladstone (EE.UU.), en los que se muestra que la adición de un cóctel de fármacos es eficaz y seguro para reprogramar células adultas en células madre y, posteriormente, promover la diferenciación de estas células madre en células miocárdicas y neuronas.

Como explica Sheng Ding, director de ambos estudios, «gracias a este método estamos más cerca de poder generar nuevas células en el mismo lugar en el que se ha producido la lesión en el paciente. Nuestra esperanza es tratar algún día enfermedades como la insuficiencia cardiaca o la enfermedad de Parkinson con fármacos que ayuden al corazón y al cerebro a reparar sus áreas dañadas a partir de las células ya presentes en sus tejidos. Este proceso es mucho más parecido a la regeneración natural que tiene lugar en animales como los tritones y las salamandras, que siempre nos ha fascinado».

El corazón adulto tiene una capacidad muy limitada de formar nuevas células. En consecuencia, el objetivo de numerosos estudios ha sido hallar una forma de reemplazar las células cardiacas perdidas tras un infarto de miocardio, por ejemplo mediante el trasplante al corazón dañado de células madre o de células cardiacas adultas. El problema es que estas células trasplantadas no son capaces de sobrevivir o de integrarse adecuadamente en el corazón. Además, el número de células madre que pueden ser ‘transformadas’ en células cardiacas es muy limitado. De ahí la importancia del estudio publicado en la revista «Science», en el que los autores utilizaron la reprogramación farmacológica –que no la habitual reprogramación genética– para transformar células cicatrizantes del corazón en células miocárdicas. Y entre otras ventajas, la técnica no solo es mucho más sencilla –es más fácil añadir fármacos que manipular genes–, sino que posibilita que la transformación en las nuevas células se lleve a cabo en el propio músculo cardiaco –el consabido ‘miocardio’.

El primer paso de la reprogramación farmacológica es transformar las células de la piel en células madre multipotentes (iMS), tipo de células madre que tienen capacidad para diferenciarse en múltiples células de distintos órganos. Y para ello, los investigadores utilizan un cóctel de nueve compuestos químicos –la elección de los compuestos se hace mediante pruebas de ‘ensayo y error’, lo que permite probar múltiples combinaciones y seleccionar la más adecuada–. Posteriormente, las iMS son tratadas con un segundo cóctel de fármacos y factores de crecimiento que las ‘empujan’ a diferenciarse en células del miocardio.

Y esta reprogramación farmacológica, ¿es eficaz? Pues sí, y mucho. El 97% de las células ‘transformadas’ tienen capacidad para latir, una característica propia de las células miocárdicas completamente desarrolladas, y responden adecuadamente a las hormonas. Y lo que es más importante, una vez trasplantadas en el corazón de un modelo animal –ratones–, se insertan en el órgano y resultan indiferenciables del resto de células miocárdicas.

Como destaca Deepak Srivastava, co-autor de la investigación, «el objetivo final en el tratamiento de la insuficiencia cardiaca es hallar una técnica robusta y asequible que permita al corazón crear nuevas células miocárdicas. Y en este contexto, la reprogramación de las células del propio paciente puede ofrecer el método más seguro y eficiente para regenerar las células musculares que han muerto o han resultado dañadas».

En el segundo estudio, publicado en la revista «Cell Stem Cell», los investigadores utilizaron la misma técnica para crear células progenitoras neuronales a partir de células de la piel de ratón. Y para ello, utilizaron un cóctel con nueve moléculas –algunas comunes al primero de los estudios– que permitió que, en solo 10 días, las células progenitoras neuronales, capaces de diferenciarse en cualquier neurona del cerebro, fueran totalmente funcionales.

De nuevo, el método resultó totalmente eficaz. De hecho, las células progenitoras no solo se desarrollaron espontáneamente en los tres tipos básicos de células cerebrales –neuronas, oligodentrocitos y astrocitos, sino que también tuvieron, como destacan los autores, «la capacidad de autorreplicarse, por lo que resultan idóneas para el tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas o las lesiones cerebrales».

Como concluye Yadong Huang, co-autor de la investigación, «dada su mayor seguridad, estas células madre neuronales podrían ser utilizadas algún día en las terapias de reemplazo celular para enfermedades neurodegenerativas como el parkinson o el alzheimer. Es más; podemos incluso imaginar que en el futuro podremos tratar a los pacientes con un cóctel de fármacos que actuaría sobre el cerebro o la médula espinal, rejuveneciendo las células cerebrales en tiempo real».

Regeneran el haz corticoespinal por primera vez

Fuente: http://www.diariomedico.com/2016/03/28/area-cientifica/especialidades/neurologia/regeneran-el-tracto-cortioespinal-por-primera-vez

Las células madre neurales promueven la regeneración del haz corticoespinal lesionado en ratas.

En un experimento con ratas, un grupo de investigadores de la Universidad de California San Diego, en La Jolla, junto a científicos de las universidades de Wisconsin y de Hokkaido (Japón) han logrado regenerar tejido dañado del tracto corticoespinal con neuronas derivadas de células madre multipotentes.

El tratamiento se ha reflejado en un beneficio funcional para los animales, según describen en un estudio en Nature Medicine.

Nunca antes se ha conseguido regenerar el haz corticoespinal con éxito, apunta el autor principal del estudio, Mark Tuszynski, director del Instituto de Neurociencia Traslacional de la UC San Diego: "Muchos lo han intentado y muchos han fracasado, incluidos nosotros en trabajos anteriores".

Ahora lo han logrado, añade, gracias al empleo de células madre neurales, a las que recurrieron "por primera vez para determinar si, a diferencia de cualquier otro tipo de célula probado, servirían en la regeneración. Y para nuestra sorpresa, así lo hicieron".

En concreto, los investigadores injertaron células progenitoras neurales multipotentes en las áreas de la lesión de la médula espinal de las ratas. Las células madre estaban dirigidas para diferenciarse específicamente en la médula espinal, como se demostró, generando sinapsis funcionales que mejoraron los movimientos de las extremidades anteriores en las ratas.

El hallazgo cuestiona la creencia existente de que las neuronas corticoespinales carecen de mecanismos internos regeneradores.

En trabajos anteriores, se había constatado la recuperación funcional en ratas con lesión medular tras varios tratamientos, pero ninguno había logrado la regeneración del haz corticoespinal. En los seres humanos, el tracto corticoespinal se extiende desde la corteza cerebral por el encéfalo hacia la médula espinal.

En los seres humanos, "en ausencia de regeneración del tracto corticoespinal, como ocurría en los estudios anteriores, resultaba dudoso que la mayoría de las terapias mejorasen la función. Ahora que podemos regenerar el sistema motor más importante para los seres humanos, creo que el potencial para que llegue a los pacientes es más prometedor", dice Tuszynski.

No obstante, aún hay mucho trabajo que hacer antes de llegar a la clínica. Hay que establecer la seguridad y el beneficio funcional a largo plazo en los animales. "Tenemos que idear métodos para transferir el tratamiento en los modelos animales más grandes. Y hay que identificar cuál es el mejor tipo de células madre neurales humanas".

Unraveling the mystery of stem cells

Fuente: http://www.sciencecodex.com/unraveling_the_mystery_of_stem_cells-178687

How do neurons become neurons? They all begin as stem cells, undifferentiated and with the potential to become any cell in the body.

Until now, however, exactly how that happens has been somewhat of a scientific mystery. New research conducted by UC Santa Barbara neuroscientists has deciphered some of the earliest changes that occur before stems cells transform into neurons and other cell types.

Working with human embryonic stems cells in petri dishes, postdoctoral fellow Jiwon Jang discovered a new pathway that plays a key role in cell differentiation. The findings appear in the journal Cell.

"Jiwon's discovery is very important because it gives us a fundamental understanding of the way stem cells work and the way they begin to undergo differentiation," said senior author Kenneth S. Kosik, the Harriman Professor of Neuroscience Research in UCSB's Department of Molecular, Cellular, and Developmental Biology. "It's a very fundamental piece of knowledge that had been missing in the field."

When stem cells begin to differentiate, they form precursors: neuroectoderms that have the potential to become brain cells, such as neurons; or mesendoderms, which ultimately become cells that comprise organs, muscles, blood and bone.

Jang discovered a number of steps along what he and Kosik labeled the PAN (Primary cilium, Autophagy Nrf2) axis. This newly identified pathway appears to determine a stem cell's final form.

"The PAN axis is a very important player in cell fate decisions," explained Jang. "G1 lengthening induces cilia protrusion and the longer those cellular antennae are exposed, the more signals they can pick up."

For some time, scientists have known about Gap 1 (G1), the first of four phases in the cell cycle, but they weren't clear about its role in stem cell differentiation. Jang's research demonstrates that in stem cells destined to become neurons, the lengthening phase of G1 triggers other actions that cause stem cells to morph into neuroectoderms.

During this elongated G1 interval, cells develop primary cilia, antennalike protrusions capable of sensing their environment. The cilia activate the cells' trash disposal system in a process known as autophagy.

Another important factor is Nrf2, which monitors cells for dangerous molecules such as free radicals -- a particularly important job for healthy cell formation.

"Nrf2 is like a guardian to the cell and makes sure the cell is functioning properly," said Kosik, co-director of the campus's Neuroscience Research Institute. "Nrf2 levels are very high in stem cells because stem cells are the future. Without Nrf2 watching out for the integrity of the genome, future progeny are in trouble."

Jang's work showed that levels of Nrf2 begin to decline during the elongated G1 interval. This is significant, Kosik noted, because Nrf2 doesn't usually diminish until the cell has already started to differentiate.

"We thought that, under the same conditions if the cells are identical, that both would differentiate the same way, but that is not what we found," Jang said. "Cell fate is controlled by G1 lengthening, which extends cilia's exposure to signals from their environment. That is one cool concept."

Cultivo enriquecido de células nerviosas humanas para su trasplante al cerebro

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/18800/cultivo-enriquecido-de-celulas-nerviosas-humanas-para-su-trasplante-al-cerebro/es/

Unos científicos han desarrollado una tecnología de microandamios tridimensionales que promueve la reprogramación de las células madre en neuronas, y que apoya el crecimiento de conexiones neuronales capaces de transmitir señales eléctricas. La inyección de estas redes de células neuronales humanas funcionales, en comparación con lo logrado al inyectar células individuales, mejoró drásticamente su supervivencia después de su trasplante en cerebros de ratón. Se trata de una nueva y prometedora plataforma que podría convertir en un tratamiento viable el trasplante de neuronas para una amplia gama de trastornos neurodegenerativos humanos.

Anteriormente, el trasplante de neuronas para tratar afecciones neurodegenerativas, como la enfermedad de Parkinson, tenía un éxito muy limitado debido a la escasa supervivencia de las neuronas que eran inyectadas como una solución de células individuales.

La investigación la ha realizado el equipo integrado por Prabhas Moghe, de la Universidad Rutgers, en Piscataway, New Jersey, Estados Unidos, así como por científicos de esa y otras instituciones.

Trabajando juntos, los expertos en células madre y los expertos en biomateriales desarrollaron un sistema capaz de transportar células neurales en el exigente viaje que acarrea su trasplante e injerto en el tejido cerebral anfitrión.

Los investigadores experimentaron con la creación de andamios hechos de diferentes tipos de fibras de polímero, y de diversos grosores y densidades. Finalmente crearon una red de fibras relativamente gruesas usando un polímero al que las células madre se adherían con éxito. Las células madre utilizadas eran células madre pluripotentes inducidas (iPSCs), que pueden ser generadas fácilmente a partir de diversos tipos de células adultas, como por ejemplo las de la piel. Las iPSCs fueron inducidas a diferenciarse en células neurales mediante la introducción en ellas de la proteína NeuroD1.

La imagen muestra neuronas humanas en el andamio tridimensional, exhibiendo actividad (en amarillo) en respuesta a una corriente eléctrica.

Para poner a prueba la viabilidad de los andamios llenos de neuronas al ser trasplantados, los investigadores los hicieron lo bastante pequeños como para inyectarlos en tejido cerebral de ratón, usando una aguja hipodérmica estándar. Inyectaron andamios que llevaban neuronas humanas en secciones de cerebro de ratones, y las compararon con las neuronas humanas inyectadas como células individuales y disociadas.

Las neuronas en los andamios habían incrementando drásticamente su supervivencia celular en comparación con las suspensiones de células individuales. Los andamios también promovieron un crecimiento neuronal y una actividad eléctrica mejores. Las neuronas inyectadas individualmente en suspensión desembocaron en una situación con muy pocas células sobreviviendo al procedimiento del trasplante.

El éxito del estudio aporta a este grupo interdisciplinario razones para creer que su sistema es prometedor para un eventual tratamiento de afecciones neurodegenerativas humanas. De hecho, están ahora afinando su sistema para que llegue a usarse específicamente como terapia de trasplante para el Parkinson. El plan es desarrollar métodos para diferenciar las células madre en neuronas productoras de dopamina, el tipo específico de neurona que decae en las personas con esta enfermedad.

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Primeras neuronas productoras de serotonina generadas a partir de células madre

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/17517/primeras-neuronas-productoras-de-serotonina-generadas-a-partir-de-celulas-madre/

Unos científicos han creado una célula nerviosa especializada que fabrica serotonina, una sustancia señalizadora con una amplia lista de funciones en el cerebro.

La serotonina afecta a las emociones, el sueño, la ansiedad, la depresión, el apetito, el pulso y la respiración. También interviene en alteraciones psiquiátricas graves como la esquizofrenia, el trastorno bipolar y la depresión. La serotonina esencialmente modula cada aspecto de la función cerebral, incluyendo el movimiento.

El estudio, llevado a cabo por el equipo de Su-Chun Zhang, de la Universidad de Wisconsin-Madison en Estados Unidos, y pionero en desarrollar neuronas a partir de células madre, empezó con dos tipos de tales células: una derivada de embriones, y la otra derivada de células adultas. Dado que las neuronas de la serotonina se forman antes del nacimiento, los investigadores tuvieron que recrear el entorno químico típico del cerebro en desarrollo, en el útero.

Las células mostraron la respuesta esperada ante la estimulación eléctrica y también produjeron serotonina.

Aunque otros científicos han conseguido hacer madurar células madre para formar células parecidas a las neuronas de la serotonina, esta vez el caso es mucho más concluyente.

Neuronas humanas productoras de serotonina, generadas a partir de células madre pluripotentes inducidas, creadas en el laboratorio de Su-Chun Zhang en la Universidad de Wisconsin-Madison. El azul indica los núcleos celulares, el rojo y el verde muestran los marcadores típicos para estas neuronas, que producen un neurotransmisor que afecta a grandes partes del cerebro.

Dado que es factible generar neuronas a partir de células madre pluripotentes inducidas, que pueden ser producidas a partir de las células cutáneas de un paciente, éstas podrían ser útiles para ayudar a encontrar tratamientos contra trastornos psiquiátricos como la depresión donde a menudo los efectos de los fármacos difieren mucho de un paciente a otro. Identificar lo bastante claramente las diferencias individuales podría ser un paso clave hacia una medicina mucho más personalizada, tal como razona Jianfeng Lu, del equipo de investigación.

Información adicional

Fabrican neuronas envejecidas

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20151009/abci-celula-neurona-vejez-201510081846.html

Un nuevo método permite que las células conserven los patrones genéticos relacionados con la edad y facilita el estudio del envejecimiento.

Esta imagen muestra las diferencias entre las neuronas de las personas mayores y jóvenes cuando se convierten directamente a partir de células de la piel (izquierda) y las llamadas neuronas inducidas (derecha).

Por primera vez los científicos pueden utilizar muestras de piel de pacientes de edad avanzada para crear células cerebrales sin hacer retroceder el reloj biológico celular. La nueva técnica, que produce células parecidas a las que se encuentran en los cerebros de las personas mayores será una gran ayuda para investigar las enfermedades relacionadas con la edad, como el alzheimer y el parkinson. «Ahora podemos estudiar más fácilmente los efectos del envejecimiento en el cerebro», señala Rusty Gage, del Instituto Salk y autor principal del artículo que se publica en «Cell Stem Cell».

Según este experto, gracias a este enfoque se podrá responder a muchas preguntas acerca de la fisiología y la maquinaria molecular de las células nerviosas humanas, y no solo aquellas relacionadas con el envejecimiento saludable, «sino también con el envejecimiento patológico» añade Martin Hetzer, también del Instituto Salk.

Hasta ahora se empleaban los modelos animales, desde moscas de la fruta a ratones, para investigar las consecuencias biológicas del envejecimiento, especialmente en aquellos tejidos humanos que no se pueden obtener fácilmente en vida, como el cerebro. En los últimos años, los investigadores han recurrido cada vez más a las células madre para estudiar diversas enfermedades humanas.

Por ejemplo, se pueden obtener células de la piel de los pacientes y convertirlas en células madre pluripotentes inducidas (iPS), que tienen la capacidad de convertirse en cualquier célula en el cuerpo. A partir de ahí, los investigadores pueden programar a las células madre para convertirlas en células cerebrales. Pero este proceso, incluso cuando se obtienen células de la piel de una persona mayor, no garantiza que las células madre posean las propiedades de las células envejecidas.

Porque, señala Jerome Mertens, durante el proceso de reprogramación para crear células madre también se rejuvenecen otras propiedades de la célula, como sus firmas epigenéticas. Por eso es tan difícil investigar en el envejecimiento del cerebro humano, ya que los investigadores no han logrado verdaderas células envejecidas.

La aproximación de Gage, Hetzer y Mertens es diferente: los investigadores han convertido directamente las células de la piel en neuronas, creando lo que se llama neuronas inducidas. «Hace unos años, se demostró que es posible hacer este proceso sin pasar por el estado precursor de células madre», explica Mertens.

En esta ocasión, los investigadores han obtenido células de la piel de 19 personas, con edades desde el nacimiento hasta los 89 años, y las han transformado en células cerebrales mediante la técnica de células iPS o con el enfoque de conversión directa. A continuación, compararon las firmas epigenéticas de las neuronas resultantes con las de las células tomadas de los cerebros mediante autopsias.

Y, como se esperaba, cuando se utilizó el método de células iPS, los patrones de las neuronas eran indistinguibles entre las jóvenes y las mayores. Sin embargo, aquellas fabricadas con la técnica de conversión directa presentaban diferentes patrones de expresión de genes en función de si procedían de donantes jóvenes o de adultos mayores. «Las neuronas obtenidas mostraban diferencias en función de la edad de los donantes», asegura Mertens. Y estos patrones, añade, «en realidad muestran los cambios en la expresión génica que están implicados en el envejecimiento del cerebro».

Una vez que este método ha demostrado que retiene las firmas genéticas de la edad, esperan que pueda convertirse en una herramienta valiosa para el estudio de envejecimiento. Y, añade Cage, mientras que el trabajo actual solo probó su eficacia en la fabricación de células cerebrales, «creemos que un método similar permitirá también generar células del corazón y del hígado envejecidas».

Crean neuronas a partir de células de la sangre

Fuente: http://www.tendencias21.net/Crean-neuronas-a-partir-de-celulas-de-la-sangre_a40489.html

Científicos de Canadá han desarrollado células neurales del sistema periférico y del central a partir de células sanguíneas. Esto permitirá analizar de forma más sencilla cómo responde una persona neurológicamente, analizando su sangre, y tendrá aplicaciones en fármacos que afecten al sistema periférico (calmen el dolor) y no al central (no adormezcan).

Tejido cerebral (azul y rojo), tres semanas después de inyectar precursores neurales derivados de sangre (verde). 

Científicos de la Universidad McMaster (Hamilton, Canadá) han descubierto cómo fabricar neuronas sensoriales adultas a partir de la sangre. 

En concreto, los científicos de células madre de McMaster pueden convertir directamente células de la sangre de un humano adulto en neuronas tanto del sistema nervioso central (cerebro y médula espinal), como del sistema nervioso periférico (resto del cuerpo), que son responsables de la percepción del dolor, la temperatura y la picazón. 

Esto significa que la forma en que las células del sistema nervioso de una persona reaccionan y responden a los estímulos, se pueden determinar a partir de su sangre. 

El avance, que aparece en la portada de la revista Cell Reports, fue dirigido por Mick Bhatia, director del Instituto de Investigación en Células Madre y Cáncer de McMaster, y profesor en el Departamento de Ciencias Bioquímicas y Biomédicas. 

Actualmente, los científicos y los médicos tienen una comprensión limitada de la cuestión compleja del dolor y de cómo tratarlo. El sistema nervioso periférico se compone de diferentes tipos de nervios: algunos son mecánicos (sienten la presión) y otros detectan la temperatura (calor). En condiciones extremas, el dolor o el entumecimiento es percibido por el cerebro mediante señales enviadas por estos nervios periféricos. 

"El problema es que a diferencia de la sangre, una muestra de piel o incluso una biopsia de tejido, no se puede coger una pieza del sistema neural de un paciente. Funciona como un cableado complejo por todo el cuerpo y no se pueden tomar muestras para el estudio", explica Bhatia, en la nota de prensa de McMaster.

"Ahora podemos tomar la muestra de sangre de un paciente, como si fuera un chequeo rutinario, y con ella producir un millón de neuronas sensoriales, que conforman los nervios periféricos. También podemos hacer células del sistema nervioso central, ya que la tecnología que transforma células sanguíneas en neuronas crea células madre neurales de forma natural". 

Esta tecnología tendrá muchas aplicaciones, aseguran, como resolver preguntas tales como: ¿Por qué algunas personas sienten dolor y otros entumecimiento? ¿Es esto algo genético? ¿Puede imitarse la neuropatía que sienten algunos pacientes de diabetes en el laboratorio? 

También podría abrir la vía de nuevos fármacos que calmaran el dolor sin adormecer al paciente, es decir, que afectaran al sistema periférico y no al central. Asimismo, aseguran los investigadores, tendrá potencial para pronosticar enfermedades neuropáticas. 

El equipo de Bhatia probó con éxito su proceso usando sangre fresca, pero también criopreservada (congelada), lo que les permite hacer múltiples pruebas. 

Referencia bibliográfica: 

Jong-Hee Lee, Ryan R. Mitchell, Jamie D. Mcnicol, Zoya Shapovalova, Sarah Laronde, Borko Tanasijevic, Chloe Milsom, Fanny Casado, Aline Fiebig-Comyn, Tony J. Collins, Karun K. Singh, Mickie Bhatia: Single Transcription Factor Conversion of Human Blood Fate to NPCs with CNS and PNS Developmental Capacity. Cell Reports (2015). DOI: 10.1016/j.celrep.2015.04.056.

Las células madre neurales humanas restauran funciones cognitivas deficientes por la quimioterapia

Fuente: http://noticias.lainformacion.com/salud/terapia/las-celulas-madre-neurales-humanas-restauran-funciones-cognitivas-deficientes-por-la-quimioterapia_b7XPvTprWb6G22fVFcUb9/

Los tratamientos con células madre neurales humanas se están mostrando prometedores para revertir los déficits de aprendizaje y memoria después de la quimioterapia, según concluye un equipo de investigadores de la Universidad de California en Irvine (UCI), Estados Unidos, que se publica en la edición de 'Cancer Research'.

En estudios preclínicos con roedores, encontraron que las células madre trasplantadas una semana después de la finalización de una serie de sesiones de quimioterapia restauraron una gama de funciones cognitivas, como se vio un mes después mediante pruebas de comportamiento. En contraste, las ratas no tratadas mostraron un deterioro significativo del aprendizaje y la memoria.

El uso frecuente de la quimioterapia para combatir varios tipos de cáncer puede producir disfunción cognitiva grave, a menudo calificada como "quimiocerebro", que puede persistir y manifestarse de muchas maneras mucho después de finalizar los tratamientos hasta en el 75 por ciento de los supervivientes, un problema de especial preocupación con los pacientes pediátricos.

"Nuestros resultados proporcionan la primera evidencia sólida de que el trasplante de células madre neurales humanas se puede utilizar para revertir los daños inducidos por la quimioterapia en el tejido sano del cerebro", afirma Charles Limoli, profesor de Oncología de Radiación en UCI.

Muchos agentes quimioterapéuticos empleados para tratar tipos de cáncer dispares desencadenan la inflamación en el hipocampo, una región cerebral responsable de muchas capacidades cognitivas, tales como el aprendizaje y la memoria. Esta inflamación puede destruir neuronas y otros tipos de células en el cerebro.

Además, estos compuestos tóxicos dañan la estructura conectiva de las neuronas, denominadas dendritas y axones, y alteran la integridad de las sinapsis, los vínculos vitales que permiten a las neuronas pasar señales eléctricas y químicas por todo el cerebro. Limoli compara el proceso con la poda de las ramas y las hojas de un árbol.

En consecuencia, las neuronas afectadas son menos capaces de transmitir importantes mensajes neuronales que subyacen en el aprendizaje y la memoria. "En muchos casos, las personas experimentan deterioro cognitivo grave que es progresivo y debilitante --explica Limoli--. Para los pacientes de cáncer pediátrico, los resultados pueden ser particularmente devastadores, dando lugar a un coeficiente intelectual reducido, comportamiento asocial y disminución de la calidad de vida".

Para el estudio de la UCI, se trasplantaron células madre neurales adultas en el cerebro de ratas después de la quimioterapia, las cuales emigraron por todo el hipocampo, donde sobrevivieron y se diferenciaron en múltiples tipos de células neuronales. Además, estas células activaron la secreción de factores de crecimiento neurotróficos que ayudaron a reconstruir las neuronas heridas.

Es importante destacar que Limoli y sus colegas vieron que las células injertadas protegieron a las neuronas de acogida, evitando así la pérdida o promocionando la reparación de neuronas dañadas y sus elementos estructurales más finos, en alusión a las espinas dendríticas.

"Esta investigación sugiere que las terapias con células madre algún día se llevarán a cabo en la clínica para proporcionar alivio a los pacientes que sufren de trastornos cognitivos sucedidos como resultado de sus tratamientos contra el cáncer. Aunque todavía queda mucho trabajo, puede ser posible realizar un ensayo clínico para analizar la seguridad de estos enfoques en unos pocos años", adelanta.

Una proteína clave en la diferenciación de las células madre neuronales del cerebro adulto

Fuente: http://www.dicyt.com/noticias/una-proteina-clave-en-la-diferenciacion-de-las-celulas-madre-neuronales-del-cerebro-adulto

La descripción de las funciones de la proteína RhoE permitirá estudiar en el futuro su implicación en enfermedades neurodegenerativas.

Cuatro investigadores del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad CEU Cardenal Herrera, Begoña Ballester, Enric Poch, Ignacio Pérez Roger y José Terrado, han sido premiados por su estudio sobre el papel de la proteína RhoE en la neurorregeneración del cerebro adulto. Este equipo, en colaboración con investigadores del CIPF, la Universitat de València y el Centre de Regulació Genómica (CGR) de Barcelona, ha demostrado que, en ausencia de esta proteína, las células madre neuronales proliferan más en la zona subventricular, pero migran peor y presentan graves alteraciones en su diferenciación final. Esta investigación, recientemente publicada en la revista Brain Structure & Function, una de las más prestigiosas en las áreas de Neurociencias y Anatomía, ha recibido una mención de honor en los Premios Ángel Herrera a la Investigación en Ciencias Experimentales, entregados en Madrid el pasado 22 de enero.

La investigación, liderada por la profesora del Departamento de Ciencias Biomédicas de la CEU-UCH Begoña Ballester, se ha centrado en el papel de la proteína RhoE en la zona subventricular, una de las pocas áreas del cerebro en las que se ha demostrado que existen estas células progenitoras neurales, capaces de originar nuevas neuronas, incluso en individuos adultos. Utilizando ratones modificados genéticamente que carecen de la expresión de esta proteína, la investigación ha permitido comprobar que, en la zona subventricular, las células madre neurales se multiplican de manera mucho más activa que en ratones control. Sin embargo, estas células aparecen desorganizadas en ausencia de RhoE, ya que los contactos entre ellas, necesarios para su correcto desplazamiento por la corriente migratoria rostral, están alterados y, en consecuencia, su capacidad migratoria se ve reducida, por lo que llegan en menor cantidad a su destino en el bulbo olfatorio, donde se diferencian en varios tipos de neuronas.

Una vez en el bulbo olfatorio, la ausencia de RhoE produce también una drástica reducción, de hasta un 90%, en uno de los tipos neuronales a los que estas células madre neurales dan lugar, el conocido como calbindina+. Además, este efecto negativo en la diferenciación neuronal, que es detectable en el momento del nacimiento de los ratones genéticamente modificados sobre los que se ha realizado el estudio de la CEU-UCH, parece ser independiente de las alteraciones en la proliferación y la migración, que se registran a los quince días de vida en los modelos experimentales desarrollados en ratones.

Según señala la profesora de la CEU-UCH Begoña Ballester, “todos estos resultados revelan que RhoE es una proteína esencial para el desarrollo de las células madre del sistema nervioso central, en su correcta multiplicación, migración y diferenciación”. La investigadora de la CEU-UCH destaca que “conocer cómo funcionan estas células progenitoras neurales no es sólo importante para saber cómo se forma el sistema nervioso, sino también para el desarrollo futuro de nuevas terapias aplicables a enfermedades neurodegenerativas”.

Según apunta Begoña Ballester, “uno de los hitos de las neurociencias en los últimos 25 años ha sido el descubrimiento de la capacidad regenerativa del cerebro adulto, demostrando que las células madre neurales son fuente de nuevas neuronas y células de la glía a lo largo de toda la vida. Por tanto, el avance en el conocimiento de los factores que intervienen en la biología de estas células permitirá conocer mejor este sistema y, eventualmente, facilitar la posibilidad de su uso terapéutico”. De hecho, “estamos actualmente iniciando los estudios para conocer el papel que RhoE pudiera tener en los procesos de mielinización del sistema nervioso central y en enfermedades neurodegenerativas que cursan con alteraciones en la capa de mielina, o desmielinizantes”.