Logran por primera vez un páncreas de rata cultivado en ratones que puede ayudar a revertir la diabetes

Fuente: http://www.abc.es/salud/enfermedades/abci-pancreas-raton-cultivados-ratones-ayudan-revertir-diabetes-ratones-201701251917_noticia.html

Un estudio confirma la viabilidad del cultivo de órganos de una especie en el cuerpo de otro para ser empleados en trasplantes.

La medicina regenerativa ha vuelto dar una vuelta de tuerca al cultivar tejidos en animales y trasplantarlos posteriormente a otros con diabetes para tratar así la enfermedad. En concreto, los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford (EE.UU.) y del Instituto de Ciencias Médicas de la Universidad de Tokio (Japón) han logrado que islotes pancreáticos (grupos de células que se encargan de producir hormonas como la insulina) de ratón, cultivados en ratas y posteriormente trasplantados en ratones diabéticos, puedan funcionar normalmente durante periodos prolongados de tiempo. Publicado en «Nature», el estudio demuestra cómo los órganos de una especie pueden crecer dentro del cuerpo de otro, un método que podría un día ayudar a la producción de tejidos y órganos humanos para los trasplantes.

Cuando la medicación no logra estabilizar la diabetes tipo I, caracterizada por la pérdida de células productoras de insulina, el trasplante de islotes pancreáticos puede ofrecer esperanza a los pacientes. Sin embargo es complicado encontrar un donante adecuado, un problema que comparten los diabéticos con los miles de pacientes que están a la espera de un trasplante de cualquier tipo.

Para llevar a cabo el ensayo, el equipo de Hiromitsu Nakauchi implantó células madre pluripotentes de ratón, que pueden convertirse en cualquier célula del cuerpo, en embriones de rata -Las células madre pluripotentes o iPS tienen el potencial de fabricar cantidades ilimitadas de células y tejidos de reemplazo-. Las ratas habían sido genéticamente modificadas para ser incapaces de desarrollar su propio páncreas y, por lo tanto, se vieron obligadas a ‘confiar’ en las células del ratón para el desarrollo del órgano. Así, se inyectaron células madre pluripotentes de ratón en ratas embrionarias que no pudieron cultivar su propio páncreas.

Una vez que las ratas nacieron y crecieron, los investigadores trasplantaron las células productoras de insulina, que se agrupan en grupos llamados islotes, de los páncreas crecidos en ratas a los ratones genéticamente modificados. A estos ratones, además, se les había administrado un fármaco para hacerlos desarrollar diabetes.

Los resultados fueron sorprendentes. «Vimos que los ratones diabéticos fueron capaces de normalizar sus niveles de glucosa en sangre durante más de un año después del trasplante de tan sólo 100 de estos islotes», señala Nakauchi. «Además, los animales receptores sólo necesitaron tratamiento con fármacos inmunosupresores durante los cinco días posteriores al trasplante».

Después de 10 meses, los investigadores eliminaron los islotes de un subconjunto de los ratones para su análisis. «Los examinamos para buscar la presencia de células de rata, pero descubrimos que el sistema inmunológico del ratón las había eliminado -afirma Nakauchi-. Esto es muy prometedor para nuestra esperanza de trasplantar órganos humanos cultivados en animales porque sugiere que cualquier célula animal contaminante podría ser eliminada por el sistema inmunológico del paciente después del trasplante».

Es importante destacar que los investigadores tampoco apreciaron signos de formación de tumores u otras anomalías causadas por las células madre pluripotentes de ratón que formaron los islotes. La formación de tumores es a menudo una preocupación cuando las células madre pluripotentes se utilizan en un animal debido a la notable plasticidad de desarrollo de las células. Los investigadores creen que la falta de cualquier signo de cáncer es probablemente debida al hecho de que las células madre pluripotentes de ratón fueron guiadas para generar un páncreas dentro del embrión de rata en desarrollo, en lugar de persuadir a convertirse en células de islotes en el laboratorio.

Generar genéticamente órganos humanos en animales de gran tamaño podría aliviar la escasez y liberar a los receptores de trasplante de la necesidad de inmunosupresión de por vida, dicen los investigadores. Las personas que sufren de diabetes también podrían beneficiarse de este enfoque.

La diabetes es una enfermedad metabólica en la que una persona o un animal es incapaz de fabricar o de responder apropiadamente a la insulina, que es una hormona que permite al cuerpo regular sus niveles de azúcar en la sangre en respuesta a las comidas o al ayuno. La enfermedad afecta a cientos de millones de personas en todo el mundo y su prevalencia está aumentando. Se ha demostrado que el trasplante de islotes funcionales de páncreas sanos es una opción potencialmente viable para tratar la diabetes en humanos, siempre y cuando se pueda evitar el rechazo.

Los investigadores están trabajando en experimentos similares de animal a animal para generar riñones, hígados y pulmones. Ahora bien, aunque el estudio es una ‘prueba de concepto’, sus autores reconocen que el escenario aquí descrito tendría que ser modificado para la aplicación humana. Los órganos tendrían que ser generados en animales más compatibles con los seres humanos, tanto en tamaño y distancia evolutiva, como ovejas, cerdos o primates no humanos.

Researchers develop process to generate insulin-producing beta cells in the pancreas

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2016-06-insulin-producing-beta-cells-pancreas.html

Human stem-cell-derived beta cells that have formed islet-like clusters in a mouse. Cells were transplanted to the kidney capsule and photographed 2 weeks later, by which time the beta cells were making insulin and had cured the diabetes in the mouse.

The Harvard Stem Cell Institute (HSCI), three of Harvard's clinical affiliates, and a biopharmaceutical company have formed an unusual collaboration to establish the Boston Autologous Islet Replacement Program (BAIRT) to accelerate a cure for diabetes.

Recent advancements in stem cell biology have provided an unprecedented opportunity to treat diabetes, researchers say. HSCI co-director Doug Melton has developed a process to generate virtually unlimited numbers of beta cells, which are insulin-producing cells in the pancreas, from stem cells in the lab. These stem-derived beta cells could be used to replace a person's beta cells to treat diabetes in the clinic.

The new program, designed by HSCI, Brigham and Women's Hospital (BWH), and the Joslin Diabetes Center (JDC), in collaboration with Semma Therapeutics (Semma) and the Dana-Farber Cancer Institute (DFCI), will work toward translating these stem cell discoveries into treatments that ultimately may help to cure diabetic patients.

Generating clinical-grade, pluripotent stem cells suitable for use in patients will take time. The first cell transplant conducted by BAIRT is projected to be at least three to four years away. The initial clinical trial will enroll a very small, very select group of patients: individuals who have had their pancreas surgically removed because they had intractable pancreatitis or similar conditions and who have not shown signs of islet autoimmunity (the body attacking its own insulin-producing cells). The initial trial will test both the safety of the stem cell-derived beta cells and make an initial assessment of their efficacy. The program is intended to leverage the stem cell and beta cell capabilities along with the clinical expertise and resources of the participating institutions to bring a novel therapy rapidly to patients.

During the first phase of the program, DFCI, HSCI, and Semma, of which Melton was the scientific founder, will work together to develop and optimize the stem cell derivation protocol. BWH and JDC will work together to screen, characterize, and identify suitable patients. In the next phase, the cell production facility at DFCI will derive stem cells from patients and manufacture the beta cell products using Semma's differentiation protocol. BWH will perform the transplants, and both BWH and JDC will follow the patients.

"No one institution anywhere has the expertise and technical abilities to make this kind of clinical trial possible," said Melton. "But in the unique Harvard biomedical ecosystem, we are able to bring all the necessary expertise and infrastructure to bear. I cannot begin to express the gratitude I feel to the leaders of Brigham and Women's, Joslin Diabetes Center, and Dana-Farber for the eagerness with which they have embraced this project."

Peter Amenta, president of Joslin, said, "One of our highest priorities at Joslin Diabetes Center has been to bring stem cell-based beta cell replacement therapy to people living with diabetes. We are excited to be working with other Boston leaders in academia and industry to make this a reality. Joslin has a long history of expertise in beta cell research, immunology, and novel diabetes clinical trials. This will synergize nicely with the complementary strengths of our partners. Combining our efforts is a clear and logical step."

The Brigham's involvement in the project grew out of its international reputation as a leader in transplantation research and surgery. "This project builds on our pioneering work in transplantation and exemplifies the Brigham's commitment to fostering discovery and innovation in order to translate research advancements into new therapies and treatments for our patients," said Betsy Nabel, president of Brigham and Women's Health Care. "We're excited to partner with these esteemed institutions to push the boundaries in improving the care and treatment of patients with diabetes."

While establishing the transplantation center and preparing the cells for the first trial might seem far from Dana-Farber's mission, in fact for almost 40 years the institute has been performing blood stem cell transplants, which the public better knows as bone marrow transplants. To prepare the cells for those procedures, DFCI established the only Good Manufacturing Practice (GMP) cell production program in Boston.

"The Connell O'Reilly Cell Manipulation Core Facility (CMCF) at Dana-Farber Cancer Institute has supported the bone marrow stem cell transplant programs for adults and children with our partners at Brigham and Women's Hospital and Boston Children's Hospital for more than 20 years," said Dana-Farber president and CEO Edward J. Benz Jr. "With a highly trained staff who have extensive experience in the processing of cells for individual patients, our CMCF has the unique ability to undertake complex cell-processing methods and manufacture cells to meet stringent FDA requirements. The ability to create insulin-secreting cells for individual patients is truly groundbreaking, and we are excited to be part of this innovative program."

Robert Millman, CEO of Semma Therapeutics, the company Melton founded to bring his cells to patients, said, "Semma is committed to advancing cell therapy for the treatment of diabetes. This relationship will provide Semma an additional opportunity to work with world-leading institutions in developing clinical applications of stem-cell-derived beta cells."

Explore further: Stem-cell research to help Europe's growing population of diabetics

Engineered mini-stomachs produce insulin in mice

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2016-02-mini-stomachs-insulin-mice.html

A section of the gastric mini-organ engineered to produce insulin-secreting cells, with immunofluorescent staining. This image shows many induced insulin-producing cells (red) present in the mini-organ. Gastric stem and progenitor cells (green) are detected at the base of the glands. Cell nuclei labeled in blue.

Researchers have spent decades trying to replace the insulin-producing pancreatic cells, called beta cells, that are lost in diabetes. Now a team of researchers, reporting in Cell Stem Cell, have discovered that tissue from the lower stomach has the greatest potential to be reprogrammed into a beta-cell state. The researchers took samples of this tissue from mice and grew them into "mini-organs" that produced insulin when transplanted back into the animals. The mini-organs' stem cells also continued to replenish the insulin-producing cell population, giving the tissue a sustainable regenerative boost.

To find the body tissue most amenable to reprogramming for insulin production, the researchers genetically engineered mice to express three genes that can turn other cell types into beta cells. "We looked all over, from the nose to the tail of the mouse," says senior author Qiao Zhou, of the Harvard University Department of Stem Cell and Regenerative Biology. "We discovered, surprisingly, that some of the cells in the pylorus region of the stomach are most amenable to conversion to beta cells. This tissue appears to be the best starting material."

The pylorus region connects the stomach to the small intestine. When reprogrammed, cells in this area were the most responsive to high glucose levels, producing insulin to normalize the mouse's blood sugar. To test the cells' effectiveness, the researchers destroyed the mice's pancreatic beta cells, forcing their bodies to rely only on the altered stomach cells. Control animals, without tissue reprogramming, died within eight weeks. But the experimental mice's reprogrammed cells maintained insulin and glucose levels in their blood for as long as the animals were tracked, up to six months.

The pyloric stomach has another advantage: stem cells naturally renew the gut tissue on a regular basis. When cells in the pyloric stomach expressed the conversion genes, and the first set of reprogrammed cells were experimentally destroyed, the region's stem cells refreshed the insulin-producing cell population. "In various disease states, you have a constant loss of beta cells," Zhou says. "We provide, in principle, an advantage to replenish those."

But to get closer to a potential therapy, Zhou and his colleagues had to take a different approach. "When the mouse grew into an adult, we turned on the three genes. But in terms of a clinical future, you can't do a transgenic human being," he says. So the researchers took stomach tissue from the mice, engineered it to express the beta-cell reprogramming factors in the lab, and coaxed the cells to grow into a tiny ball of a mini-stomach that would both produce insulin and refresh itself with stem cells. The team then placed these mini-organs in the membrane that covers the inside of the mouse's abdominal cavity.

When the research team destroyed the mice's pancreatic cells to see if the mini-organs would compensate, they found that glucose levels stayed normal in five of the 22 experimental animals, which was the team's expected success rate. "When you put this together, you are basically asking the harvested stem cells to self-organize into an organ on a matrix," Zhou says. "The limitation is all about whether the tissue you transplanted can successfully reorganize with the right layers."

The insulin-producing potential of the pyloric stomach cells likely comes from their natural similarity to pancreatic beta cells. The researchers found that many genes critical for beta cell function are also normally expressed in the pylorus's hormone-producing cells. "What is potentially really great about this approach is that one can biopsy from an individual person, grow the cells in vitro and reprogram them to beta cells, and then transplant them to create a patient-specific therapy," Zhou says. "That's what we're working on now. We're very excited."

Explore further: No rebirth for insulin secreting pancreatic beta cells

More information: Cell Stem Cell, Ariyachet et al.: "Reprogrammed stomach tissue as a renewable source of functional beta-cells for blood glucose regulation"dx.doi.org/10.1016/j.stem.2016.01.003

Journal reference: Cell Stem Cell

Engineered mini-stomachs produce insulin in mice

Fuente: http://www.sciencecodex.com/engineered_ministomachs_produce_insulin_in_mice-175958

Researchers have spent decades trying to replace the insulin-producing pancreatic cells, called beta cells, that are lost in diabetes. Now a team of researchers, reporting in Cell Stem Cell, have discovered that tissue from the lower stomach has the greatest potential to be reprogrammed into a beta-cell state. The researchers took samples of this tissue from mice and grew them into "mini-organs" that produced insulin when transplanted back into the animals. The mini-organs' stem cells also continued to replenish the insulin-producing cell population, giving the tissue a sustainable regenerative boost.

To find the body tissue most amenable to reprogramming for insulin production, the researchers genetically engineered mice to express three genes that can turn other cell types into beta cells. "We looked all over, from the nose to the tail of the mouse," says senior author Qiao Zhou, of the Harvard University Department of Stem Cell and Regenerative Biology. "We discovered, surprisingly, that some of the cells in the pylorus region of the stomach are most amenable to conversion to beta cells. This tissue appears to be the best starting material."

The pylorus region connects the stomach to the small intestine. When reprogrammed, cells in this area were the most responsive to high glucose levels, producing insulin to normalize the mouse's blood sugar. To test the cells' effectiveness, the researchers destroyed the mice's pancreatic beta cells, forcing their bodies to rely only on the altered stomach cells. Control animals, without tissue reprogramming, died within eight weeks. But the experimental mice's reprogrammed cells maintained insulin and glucose levels in their blood for as long as the animals were tracked, up to six months.

A section of the gastric mini-organ engineered to produce insulin-secreting cells, with immunofluorescent staining. This image shows many induced insulin-producing cells (red) present in the mini-organ. Gastric stem and progenitor cells (green) are detected at the base of the glands. Cell nuclei labeled in blue.

The pyloric stomach has another advantage: stem cells naturally renew the gut tissue on a regular basis. When cells in the pyloric stomach expressed the conversion genes, and the first set of reprogrammed cells were experimentally destroyed, the region's stem cells refreshed the insulin-producing cell population. "In various disease states, you have a constant loss of beta cells," Zhou says. "We provide, in principle, an advantage to replenish those."

But to get closer to a potential therapy, Zhou and his colleagues had to take a different approach. "When the mouse grew into an adult, we turned on the three genes. But in terms of a clinical future, you can't do a transgenic human being," he says. So the researchers took stomach tissue from the mice, engineered it to express the beta-cell reprogramming factors in the lab, and coaxed the cells to grow into a tiny ball of a mini-stomach that would both produce insulin and refresh itself with stem cells. The team then placed these mini-organs in the membrane that covers the inside of the mouse's abdominal cavity.

When the research team destroyed the mice's pancreatic cells to see if the mini-organs would compensate, they found that glucose levels stayed normal in five of the 22 experimental animals, which was the team's expected success rate. "When you put this together, you are basically asking the harvested stem cells to self-organize into an organ on a matrix," Zhou says. "The limitation is all about whether the tissue you transplanted can successfully reorganize with the right layers."

The insulin-producing potential of the pyloric stomach cells likely comes from their natural similarity to pancreatic beta cells. The researchers found that many genes critical for beta cell function are also normally expressed in the pylorus's hormone-producing cells. "What is potentially really great about this approach is that one can biopsy from an individual person, grow the cells in vitro and reprogram them to beta cells, and then transplant them to create a patient-specific therapy," Zhou says. "That's what we're working on now. We're very excited."

Avance contra la diabetes: diseñan mini-estómagos que producen insulina en ratones

Fuente: http://ecodiario.eleconomista.es/ciencia/noticias/7361434/02/16/Avance-contra-la-diabetes-disenan-miniestomagos-que-producen-insulina-en-ratones.html

Los investigadores han pasado décadas tratando de reemplazar las células pancreáticas productoras de insulina, llamadas células beta, que se pierden en la diabetes. Ahora, un equipo de científicos informa en un artículo publicado en Cell Stem Cell que ha descubierto que el tejido de la parte inferior del estómago tiene el mayor potencial para ser reprogramado a un estado de células beta.

Los investigadores tomaron muestras de ese tejido de ratones y las convirtieron en "mini-órganos" que producen insulina cuando se trasplantan de nuevo en los animales. Las células madre de los mini-órganos también continuaron reponiendo la población de células productoras de insulina, dando al tejido un impulso de regeneración sostenible.

Para encontrar el tejido del cuerpo más susceptible a la reprogramación de la producción de insulina, los autores diseñaron genéticamente ratones para expresar tres genes que pueden convertir a otros tipos de células en células beta. "Buscamos por todas partes, desde la nariz hasta la cola del ratón", dice el autor principal, Qiao Zhou, del Departamento de Biología de Células Madre y regenerador de la Universidad de Harvard, Estados Unidos.

"Hemos descubierto, sorprendentemente, que algunas de las células en la región del píloro del estómago son las más susceptibles a la conversión a células beta. Este tejido parece ser el mejor material de partida", subraya este investigador.

La región del píloro conecta el estómago al intestino delgado. Cuando se reprogramó, las células en esta área fueron las más sensibles a los niveles altos de glucosa, produciendo insulina para normalizar el azúcar en la sangre del ratón. Para probar la eficacia de las células, los investigadores destruyeron las células beta del páncreas de los ratones, obligando a sus cuerpos a confiar sólo en las células alteradas del estómago.

Los animales de control, en los que no se reprogramó el tejido, murieron en un plazo de ocho semanas. Pero las células reprogramadas de los ratones experimentales mantuvieron la insulina y los niveles de glucosa en la sangre durante el tiempo que los animales fueron monitorizados, hasta seis meses.

El estómago pilórico tiene otra ventaja: las células madre naturales renuevan el tejido intestinal de forma regular. Cuando las células en el estómago pilórico expresaron los genes de conversión y el primer conjunto de células reprogramadas fue destruido de forma experimental, las células madre de la región actualizaron la población de células productoras de insulina. "En varios estados de enfermedad, se produce una pérdida constante de las células beta, -dice Zhou-. Ofrecemos, en principio, una ventaja para reponerlas".

Pero al acercarse a una potencial terapia, Zhou y sus colegas tuvieron que adoptar un enfoque diferente. "Cuando el ratón se convirtió en adulto, activamos los tres genes, pero en términos de una futura aplicación clínica, no se puede hacer un ser humano transgénico", dice.

Por ello, los investigadores tomaron tejido del estómago de los ratones y lo diseñaron para expresar los factores de reprogramación de las células beta en el laboratorio, llevando a las células a crecer en una pequeña bola de un mini-estómago que produce insulina y se regenera con células madre.

Posteriormente, el equipo colocó estos mini-órganos en la membrana que recubre el interior de la cavidad abdominal del ratón. Cuando los investigadores destruyeron las células del páncreas de los ratones para ver si los mini-órganos la compensaban, encontraron que los niveles de glucosa permanecieron normales en cinco de los 22 animales de experimentación, una tasa que el equipo esperaba.

El potencial productor de insulina de las células del estómago pilórico probablemente proviene de su similitud natural con las células beta del páncreas. Los investigadores encontraron que muchos genes críticos para la función de las células beta normalmente también se expresan en las células productoras de hormonas del píloro.

"Lo que es potencialmente muy importante de este enfoque es que se puede realizar una biopsia de una persona individual, cultivar las células in vitro y reprogramarlas a células beta y luego trasplantarlas para crear una terapia específica para cada paciente -subraya Zhou-. Eso es en lo que estamos trabajando ahora. Estamos muy emocionados".

Tratar la diabetes mediante cápsulas de células pancreáticas

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/17994/tratar-la-diabetes-mediante-capsulas-de-celulas-pancreaticas

En los pacientes que sufren de diabetes tipo 1, el sistema inmunitario ataca al páncreas, dejando al final a los pacientes sin la capacidad de controlar de forma natural el azúcar en sangre. Estos pacientes deben vigilar cuidadosamente la cantidad de azúcar en su sangre, midiéndola varias veces al día y después inyectarse insulina para mantener los niveles dentro de un rango saludable. Sin embargo, es difícil alcanzar un control preciso del azúcar en sangre, y como resultado de ello los pacientes se enfrentan a una serie de problemas médicos a largo plazo.

Muchos investigadores creen que reemplazar las células de los islotes pancreáticos destruidas de los pacientes con células sanas que pudieran encargarse de la vigilancia de la glucosa y de la liberación de insulina sería un tratamiento mejor. Este enfoque ha sido utilizado en cientos de pacientes, pero tiene un gran inconveniente: sus sistemas inmunitarios atacan las células trasplantadas, lo que les obliga a tomar fármacos inmunosupresores durante el resto de sus vidas.

Ahora, un nuevo avance del equipo de Daniel Anderson, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en la ciudad estadounidense de Cambridge, podría ofrecer una forma de satisfacer plenamente la promesa del trasplante de células de los islotes pancreáticos. Los investigadores han diseñado un material que puede usarse para encapsular células de los islotes humanos antes de trasplantarlas. En pruebas con ratones, demostraron que esas células humanas encapsuladas podían curar la diabetes durante seis meses, sin provocar una respuesta inmunitaria.

Estas células productoras de insulina, estimuladas con glucosa y derivadas de células madre, se hallan protegidas dentro de cápsulas que han sido diseñadas para ser invisibles para el sistema inmunitario anfitrión.

Aunque se necesita investigar más, este enfoque tiene el potencial de proporcionar a los diabéticos lo que a efectos prácticos sería un nuevo páncreas, protegido además del sistema inmunitario, lo que les permitiría controlar su azúcar en sangre sin tomar fármacos.

Información adicional

Logran crear células pancreáticas productoras de insulina a partir de células de la piel

Fuente: http://www.abc.es/salud/enfermedades/abci-logran-crear-celulas-pancreaticas-productoras-insulina-partir-celulas-piel-201601072149_noticia.html

Las nuevas células son capaces de producir insulina en respuesta a los cambios de los niveles de glucosa y protegen al organismo frente a la diabetes.

Células beta productoras de insulina

Investigadores de la Universidad de California en San Francisco (EE.UU.) han logrado transformar células de la piel humana en células pancreáticas productoras de insulina totalmente funcionales. Unas células que, por tanto, son capaces de producir insulina en repuesta a los cambios de los niveles de glucosa y que, una vez trasplantadas, protegen al organismo frente al desarrollo de diabetes –cuando menos en ratones.

Como explica Matthias Hebrok, director de esta investigación publicada en la revista «Nature Communications», «nuestros resultados muestran por primera vez que las células de la piel de adultos humanos pueden ser utilizadas de manera rápida y eficiente para generar células pancreáticas funcionales que se comportan de manera similar a las células beta de los islotes pancreáticos».

En primer lugar, los investigadores utilizaron moléculas genéticas y farmacológicas para reprogramar las células de la piel en células progenitoras endodérmicas –células primarias del desarrollo capaces de desarrollarse en distintos tipos de órganos–. Es decir, gracias a este método, no se requiere que las células de la piel tengan que ser revertidas a células madre pluripotentes, por lo que logra que su conversión en células pancreáticas se lleve a cabo de una manera más rápida. Además, el método resulta ciertamente eficaz, tal y como habían comprobado previamente los autores en otros estudios para crear células cerebrales, cardiacas y hepáticas.

Posteriormente, los investigadores añadieron cuatro nuevas moléculas parar promover la división de las células endodérmicas, logrando rápidamente cultivos de varios billones de unidades. Y además de eficiente, el método resultó seguro, pues no se observó ninguna división anómala que diera lugar a la formación de tumores.

Finalmente, los autores promovieron la diferenciación de las células endodérmicas en células precursoras pancreáticas y, en un último paso, en células beta pancreáticas totalmente funcionales, capaces de producir insulina en función de los niveles de glucosa y de proteger al organismo del desarrollo de diabetes.

Como incide Saiyong Zhum, co-autor del estudio, «nuestra investigación representa la primera creación con éxito de células beta pancreáticas productoras de insulina a partir de un método de reprogramación celular. Y el último paso, además del más difícil, es único».

El nuevo estudio también supone un nuevo y significativo avance en la tecnología de reprogramación celular, lo que permitirá a los científicos la producción a gran escala –en cantidades no ya de millones, sino de billones– de células beta pancreáticas de forma controlada.

Como indica Matthias Hebrok, «nuestros hallazgos suponen una nueva opción para el análisis de las propiedades de las células beta pancreáticas de cada individuo y la mejora de la terapia celular frente a la diabetes».

Y es que como concluye Sheng Ding, co-autor del estudio, «este nuevo método de reprogramación celular es más sostenible y eficiente que cualquier método anterior. Utilizando nuestro modelo, podemos incrementar de forma masiva la producción celular mientras llevamos a cabo controles de calidad en cada uno de los pasos. El resultado es que, si bien de forma virtual, podemos generar células beta pancreáticas productoras de insulina de forma ilimitada e individual para cada paciente».

Descubren el “engranaje genético” necesario para generar células pancreáticas

Fuente: http://www.noticias24.com/salud/noticia/34421/descubren-el-engranaje-genetico-necesario-para-generar-celulas-pancreaticas/

Un equipo de investigadores españoles y británicos ha logrado desvelar el “engranaje genético” necesario para que se generen células precursoras de páncreas humanos.

Los resultados de esta investigación se publican en la revista “Nature Cell Biology” y suponen un paso más en la medicina regenerativa: este estudio sirve de base, según sus autores, para el futuro desarrollo de células pancreáticas a partir de células madre.

El páncreas es un órgano productor de enzimas y hormonas con un papel esencial para la vida ya que controla la digestión de los alimentos y los niveles de azúcar en sangre.

Un fallo en su funcionamiento puede causar desde enfermedades tan extendidas en la población como la diabetes hasta la muerte. Por eso, la regeneración de un páncreas a partir de células madre es una línea de gran investigación en el campo de la medicina regenerativa.

Sin embargo, para poder regenerar un páncreas hay que entender primero cómo se construye durante la embriogénesis, detalló en una nota de prensa Jorge Ferrer, uno de los responsables del trabajo e investigador del Imperial College de Londres y del Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer de Barcelona.

Si bien todas las células de un organismo tienen la misma información genética, las diferencias, es decir, que sean células de los ojos o del páncreas, vienen determinadas por la activación o no de unos u otros genes.

Los encargados de “encender” o “apagar” los genes son los llamados elementos reguladores que actúan como interruptores, explicó José Luis Gómez-Skarmeta, corresponsable del estudio en el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (centro mixto del CSIC y la Universidad Pablo de Olavide, en Sevilla).

Este apagado o encendido de los genes se hace de forma selectiva en determinados tejidos y en momentos precisos del desarrollo embrionario, lo que se llama “epigenoma” (las instrucciones del genoma requeridas para activar los genes necesarios para construir, en este caso, células precursoras de páncreas).

“En este trabajo, hemos identificado el epigenoma de las células precursoras de páncreas humanos, que son aquellas células que generarán todos los componentes celulares del páncreas”, según Gómez-Skarmeta.

Para llegar a estas conclusiones, los investigadores estudiaron células de páncreas de embriones humanos y células del mismo tipo generadas “in vitro” a partir de células madre humanas.

Identificaron en ellas todas aquellas moléculas que participan en la generación del páncreas y compararon unas y otras células, demostrando que se parecen mucho.

Esto último, según Ferrer, hará que se potencie en investigaciones futuras el uso de células de páncreas generadas en laboratorio a partir de células madre.

Durante el análisis de estas células, los investigadores también constataron que la vía Hippo, una vía de señalización celular implicada en el control del tamaño de los órganos y alterada en muchos cánceres, está vinculada no solo con el crecimiento del páncreas, sino también con su formación, afirmó Gómez-Skarmeta.

Los autores de este trabajo, entre los que se encuentran también científicos de la Universidad de Cambridge y de Manchester, comprobaron sus resultados en ejemplares de pez cebra.

Desvelan las dificultades de producir células del intestino, hígado y páncreas a partir de células madre

Fuente: http://www.eleconomista.es/salud/noticias/6601784/04/15/Desvelan-las-dificultades-de-producir-celulas-del-intestino-higado-y-pancreas-a-partir-de-celulas-madre.html#.Kku8nfMmMbbp42i

Los cromosomas en las células madre de laboratorio se abren lentamente con el tiempo en la misma secuencia que se produce durante el desarrollo embrionario, de forma que hasta que ciertas regiones cromosómicas han adquirido el estado "abierto", no son capaces de responder a los factores de crecimiento añadidos experimentalmente y convertirse en células pancreáticas o hepáticas.

Esta nueva información de por qué las células del intestino, el hígado y el páncreas son especialmente difíciles de producir a partir de células madre, según los autores de este trabajo, ayudará a impulsar los avances en la investigación con células madre y el desarrollo de nuevas terapias celulares para las enfermedades del hígado y el páncreas, como la diabetes tipo 1.

Las células madre son una gran promesa para el tratamiento de una serie de enfermedades, en parte debido a que tienen la capacidad única de diferenciarse, es decir, de especializarse en uno de los cientos de tipos de células que componen el cuerpo humano. 

Sin embargo, aprovechar este potencial es difícil, pues en algunos casos, se tarda hasta siete pasos cuidadosamente orquestados de adición de ciertos factores de crecimiento en momentos específicos para engañar a las células madre hacia el tipo celular deseado. Incluso entonces, las células del intestino, el hígado y el páncreas son notoriamente difíciles de producir a partir de células madre.

"Nuestra capacidad de generar células hepáticas y pancreáticas a partir de las células madre se ha quedado atrás en los avances que hemos hecho para otros tipos de células", explica Mike Sander, profesor de Pediatría y Medicina Celular y Molecular y director del Centro de Investigación Pediátrica de Diabetes en la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos.

"Así que todavía no hemos sido capaces de hacer cosas como probar nuevos fármacos en el hígado derivado de células madre y células pancreáticas. Lo que hemos aprendido es que si queremos obtener células específicas a partir de las células madre, necesitamos formas de predecir cómo las células y sus cromosomas responderán a los factores de crecimiento", añade el también director de este trabajo, cuyos resultados se publican en 'Cell Stem Cell'.

Los cromosomas son las estructuras formadas por ADN bien enrollado y embalado y los seres humanos tienen 46 cromosomas, 23 heredados de cada padre. Sander, el coautor principal Bing Ren, profesor de Medicina Celular y Molecular en la Universidad de California y sus equipos diseñaron primero mapas de modificaciones cromosómicas con el tiempo, como las células madre embrionarias diferenciadas a través de varios intermediarios de desarrollo diferentes en su camino hacia convertirse en células pancreáticas y hepáticas.

Entonces, al analizar estos mapas, descubrieron vínculos entre la accesibilidad (apertura) de ciertas regiones del cromosoma y lo que ellos llaman competencia de desarrollo, es decir, la capacidad de la célula para responder a factores desencadenantes como factores de crecimiento añadidos.

"También encontramos que estas regiones cromosómicas que necesitan abrirse antes de que una célula madre se pueda diferenciar totalmente están vinculadas a regiones en las que hay variaciones en ciertos estados de enfermedad", explica Sander.

En otras palabras, si una persona fuera a heredar una variación genética en una de estas regiones cromosómicas y su cromosoma no se abriese en el momento justo, hipotéticamente podría ser más susceptible a una enfermedad que afecta a ese tipo de célula. El equipo de Sander está trabajando para investigar más a fondo el papel que, en su caso, estas regiones cromosómicas y sus variaciones desempeñan en la diabetes.

Pancreas-In-A-Capsule Enters Clinical Trials

Fuente: http://www.meddeviceonline.com/doc/pancreas-in-a-capsule-enters-clinical-trials-0001

One of the few devices in the United States based on embryonic stem cell technology has recently moved into clinical trials. Viacyte, a startup company in San Diego, has used its tissue engineered pancreatic replacement technology to reverse diabetes in animals, an advance that is now being tested in human clinical trials. A successful trial could lead to relief for many millions of people suffering from diabetes.

Several research teams are focusing on the development of a so-called artificial pancreas, basically a device that automates blood glucose testing and administers insulin as needed to maintain proper blood glucose levels. This technology would represent a significant advance over current blood sugar management methods, but a tissue-engineered solution would allow diabetic patients to essentially lead normal lives.

Using embryonic stem cells to create a tissue engineered organ is the focus of Viacyte, according to a recent story from the MIT Technology Review. Using stem cell filled pouches, the company recently began clinical trials in human patients, after spending over a decade mostly focused on getting the stem cells to mature in culture to a point where they could act as pancreatic islet cells in the body.

Data released by the company to gain regulatory approval for the trial shows the pancreas-in-a-capsule technology released insulin and glucagon while controlling blood glucose in mice. To get the cells to begin acting as pancreatic islet cells — the cells that normally release insulin in the body — the team has relied on the patient’s body to complete the differentiation after they have been implanted. While this approach showed signs of success in mice, it is yet to be seen if it will work in humans.

Avoiding the body’s natural immune response is another significant challenge to this approach. The team’s design uses a permeable mesh to overcome this, according to the MIT Technology Review story. While openings allow communication between the body and the cells inside the mesh, the pores are too small for immune cells to penetrate, thus protecting the cells inside. There is concern, however, that the body will simply encapsulate the device, closing it off in a soft tissue layer, as has been the case with some implants previously.

Though challenges for implementing this technology still exist, the arrival of stem cell based therapies at the clinical trial level is a significant step forward in the space. Clinical trials are also underway for artificial pancreas devices, and Medtronic recently announced progress in the development its own system. An initiative is also underway to produce a pediatric artificial pancreas.

Investigadores de la Clínica Mayo identifican los primeros pasos en formación del cáncer de páncreas

Fuente: http://informe21.com/cancer-de-pancreas/investigadores-de-clinica-mayo-identifican-primeros-pasos-en-formacion-del-cancer

Investigadores del campus de la Clínica Mayo en Jacksonville, Florida, dicen que han identificado los primeros pasos en el origen del cáncer de páncreas y que sus hallazgos sugieren estrategias preventivas para explorar.

En una edición en línea de Cancer Discovery, los científicos describieron los pasos moleculares necesarios para que las células acinares del páncreas — células que liberan enzimas digestivas — se conviertan en lesiones precancerosas. Algunas de estas lesiones luego pueden transformarse en cáncer.

"El cáncer de páncreas se desarrolla a partir de estas lesiones, por lo que si entendemos cómo se producen, podemos ser capaces de detener el tren del cáncer por completo", dice el investigador principal del estudio, Peter Storz, Ph.D., biólogo del cáncer.

La necesidad de nuevas estrategias de tratamiento y prevención es urgente, expresa el Dr. Storz. El cáncer de páncreas es uno de los cánceres humanos más agresivos. Los síntomas no ocurren hasta que la enfermedad está muy avanzada. La sobrevivencia al año, tras el diagnóstico, es sólo de un 20 por ciento. Es la cuarta causa principal de muerte por cáncer en este país.

Los científicos estudiaron células pancreáticas con mutaciones genéticas de KRAS. El gen KRAS produce una proteína que regula la división celular, y este gen es, a menudo, mutado en muchos cánceres. Más del 95 por ciento de los casos de cáncer de páncreas tiene una mutación de KRAS.

Los investigadores detallan los pasos que llevaron a las células acinares con mutaciones de KRAS a transformarse en células de forma tubular con propiedades similares a las células madre. Las células madre, que pueden dividirse a voluntad, a menudo están también involucradas en el cáncer.

Los científicos encontraron que las proteínas KRAS en las células acinares inducen la expresión de una molécula, ICAM-1, que atrae a los macrófagos, un tipo específico de células inmunes. Estos macrófagos inflamatorios liberan una variedad de proteínas, incluyendo algunas que aflojan la estructura celular, permitiendo que las células acinares se transformen en diferentes tipos de células. Estos pasos produjeron las lesiones pancreáticas precancerosas.

“Demostramos una relación directa entre las mutaciones de KRAS y el medioambiente inflamatorio que impulsa el inicio del cáncer de páncreas, —explica el Dr. Storz. Pero, en ratones de laboratorio, el proceso se puede detener. Podríamos hacerlo de dos maneras: destruyendo los macrófagos o tratando a las células transformadas con un anticuerpo de bloqueo que cierra la ICAM-1. Haciendo cualquiera de ellos, se redujo el número de lesiones precancerosas”, aclara el especialista.

El Dr. Storz señaló que un anticuerpo neutralizante, que bloquea la ICAM-1, ya fue desarrollado y está siendo probado para una amplia variedad de trastornos, incluyendo el accidente cerebrovascular y la artritis reumatoide.

"Comprender la interferencia entre las células acinares con mutaciones de KRAS y el microambiente de esas células es clave para el desarrollo de estrategias dirigidas a prevenir y tratar este tipo de cáncer", especifica el profesional.

Como coautores del estudio se incluyen investigadores de la Clínica Mayo en Rochester, Minnesota (Mayo Clinic in Rochester, Minnesota) y de la Escuela de Medicina David Geffen, de la Universidad de California, en Los Ángeles.

La investigación fue financiada por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud (National Institutes of Health) CA135102, CA140182 y 50CA102701 (SPORE en Cáncer de Páncreas de Clínica Mayo).

Fabrican células productoras de insulina listas para su trasplante en casos de diabetes tipo 1

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20141009/abci-diabetes-celulas-cultivo-201410091236.html


Por vez primera se generan en un laboratorio células beta pancréaticas maduras, las más adecuadas para su uso en pacientes.

Células beta productoras de insulina de ratón que producen un islote pancreático

Es posible que se haya dado un paso de gigante en la búsqueda para encontrar un tratamiento realmente eficaz para la diabetes tipo 1. Partiendo de células embrionarias humanas, un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard (EE.UU.) ha logrado por vez primera producir el tipo y la cantidad de células beta productoras de insulina humanas necesarias para un trasplante. Doug Melton, quien dirigió el trabajo y que desde hace 23 años, cuando su hijo Sam fue diagnosticado de diabetes tipo 1, decidió dedicar su carrera a la búsqueda de una cura para la enfermedad, cree que los ensayos para el trasplante humano usando estas células estarán en marcha en unos pocos años. «Estamos todavía en una fase preclínica, lejos de la línea de meta», dijo Melton, cuya hija Emma también tiene diabetes tipo 1.

Hasta la fecha ha habido muchos intentos anteriores para fabricar los distintos tipos de células beta a partir de células madre, pero ningún otro grupo ha producido células beta maduras, las más adecuadas para su uso en los pacientes, señala. «El mayor obstáculo ha sido conseguir la sensibilidad a la glucosa de las células beta secretoras de insulina de las células beta; y eso es lo que nuestro grupo ha hecho».

En el trabajo que se publica en la revista «Cell», los investigadores probaron las células producidas en el laboratorio de tres maneras diferentes en cuanto a la producción de glucosa en ratones, y los resultados han sido los adecuados, reconoce el investigador, que añade que actualmente estas células beta derivadas de células madre están sometidas a ensayos en modelos animales, incluyendo primates no humanos.

Durante décadas los investigadores han tratado de generar células beta pancreáticas humanas para ser cultivadas y que, posteriormente, fueran capaces de producir insulina, explica Elaine Fuchs, del Instituto Médico Howard Hughes (EE.UU.). Ahora, señala, «este equipo parece que por fin han superado este obstáculo y abren la puerta para el descubrimiento de fármacos y el uso de trasplantes en diabetes», señala la experta quien no ha participado en el estudio.

La diabetes tipo 1 es una enfermedad metabólica en la que el propio cuerpo destruye todas las células beta pancreáticas que producen la insulina necesaria para la regulación de la glucosa en el cuerpo. El trasplante de células como un tratamiento para la diabetes sigue siendo esencialmente experimental, ya que utiliza células de cadáveres, requiere el uso de potentes fármacos inmunosupresores y solo está al alcance de un número muy pequeño de pacientes.