Crean por fin células madre de la sangre

Fuente: http://www.tendencias21.net/Crean-por-fin-celulas-madre-de-la-sangre_a43951.html

Científicos norteamericanos han conseguido por fin crear células madre de la sangre en laboratorio, un objetivo perseguido por la ciencia desde 1998. El resultado permitirá contar con un abastecimiento ilimitado de células madre de la sangre y de sangre extraída de las células de donantes universales. También ofrece una alternativa a los trasplantes de médula ósea para el tratamiento de leucemias y otras enfermedades de la sangre.

El equipo científico del Weill Cornell Medicine.

Científicos norteamericanos han conseguido obtener por primera vez células madre de la sangre e implantarlas con éxito en ratones. Lo han conseguido usando otras células pluripotentes, capaces de producir la mayoría de los tejidos. 

El resultado ayudará a determinar el origen de enfermedades como la leucemia, y permite crear células sanguíneas nuevas a partir de las propias células del paciente. En consecuencia, puede ofrecer una alternativa a los trasplantes de médula ósea para el tratamiento de enfermedades de la sangre. 

Aunque las células madre embrionarias se aislaron en 1998, desde entonces los científicos no han conseguido usarlas para crear células madre formadoras de sangre, que se desarrollan hasta convertirse en uno de los tres tipos de células sanguíneas: glóbulos blancos, glóbulos rojos y plaquetas. 

El método desarrollado por estos investigadores permitirá contar con un abastecimiento ilimitado de células madre de la sangre y de sangre extraída de las células de donantes universales, según se informa en un comunicado. 

En 2007 los científicos consiguieron obtener las primeras células madre pluripotentes inducidas a partir de otras de la piel humana y mediante reprogramación genética. Estas células pluripotentes se usaron después para crear múltiples tipos celulares, como las neuronas y las células cardiacas, pero las formadoras de sangre nunca se han conseguido, hasta ahora. 

Ha sido un equipo del Boston Children’s Hospital y otro del centro Weill Cornell Medicine (ambos en EE UU) los que han logrado crear las células madre sanguíneas a partir de células pluripotentes y endoteliales (del tejido que recubre el interior de los vasos sanguíneos). 

Ha sido un trabajo paralelo de ambos grupos que han alcanzado el mismo resultado con métodos diferentes del que informa en un artículo resumen la revista Nature. El trabajo de ambos equipos supone la culminación de 20 años de investigación y explica cómo se generan múltiples tipos de células sanguíneas humanas introducidas en ratones. 

“Este paso permitirá tomar las células de pacientes con trastornos genéticos de la sangre, usar la edición de genes para corregir su defecto genético y hacer células sanguíneas funcionales”, explica Ryohichi Sugimura, primer autor del estudio realizado por el primer equipo.

Las células madre y progenitoras de sangre emergen de células endoteliales hemogénicas durante el desarrollo embrionario normal. Las células azules (izquierda) emergen de las células progenitoras y hematapoyéticas emergentes.

El equipo del Boston Children’s Hospital combinó dos enfoques previos. En primer lugar expusieron células madre pluripotentes humanas a señales químicas que las guían para diferenciarse en células y tejidos especializados durante el desarrollo embrionario normal. En concreto, se generó endotelio hemogénico, un tejido embrionario temprano que eventualmente da lugar a células madre de sangre. Esta transición nunca se había logrado en laboratorio. 

A continuación, el grupo añadió factores reguladores genéticos (llamados de transcripción) para impulsar al endotelio hemogénico hacia un estado formador de sangre. Los científicos empezaron con 26 factores de transcripción como candidatos probables, pero finalmente llegaron a los cinco necesarios para crear las células madre de la sangre. Estos factores se distribuyeron en las células con un lentivirus, como se utiliza en algunas formas de terapia génica. 

Finalmente trasplantaron en ratones las células endoteliales hemogénicas modificadas genéticamente. Unas semanas más tarde, un pequeño número de animales llevaba en su médula ósea y en el sistema circulatorio diversos tipos de células sanguíneas humanas. Algunos ratones fueron incluso capaces de crear una respuesta inmunitaria humana después de la vacunación. 

“Ahora podemos mostrar la función de la sangre humana en los ‘ratones humanizados”, dice George Daley, decano en la Harvard Medical School. Y concluye: “Es un gran paso para investigar enfermedades genéticas de la sangre”. 

Por su parte, el equipo de Weill Cornell Medicine usó células endoteliales de ratón adulto como material de partida. Luego alteraron los niveles de los factores de transcripción para impulsar su transición a células madre de sangre en ratones, que se desarrollaron en una capa de células endoteliales fetales para confirmar sus propiedades, según se explica en otro comunicado. 

En otro artículo publicado en Nature, este equipo expone una manera de convertir eficientemente las células que alinean todos los vasos sanguíneos, llamadas células endoteliales vasculares, en abundantes hemocitoblastos (las células precursoras de los glóbulos sanguíneos) y completamente funcionales que pueden ser trasplantadas para proporcionar una nueva fuente de vida, células sanguíneas sanas. 

Este equipo de investigación también descubrió que los tipos especializados de células endoteliales sirven como ambiente nutritivo, conocido como células de nichos vasculares, y coreografían la nueva auto-renovación de los hemocitoblastos, estableciendo el mecanismo mediante el cual las células madre se regeneran. 

El objetivo final de estos investigadores es que la técnica permita crear células madre de la sangre de modo práctico y seguro. Para ello evitarán el uso de virus, que permiten distribuir los factores de transcripción, y la introducción de técnicas de edición genética, como CRISPR, con la que se corrigen los defectos genéticos de las células madre pluripotentes antes de transformarse en sanguíneas. 

Referencias:

“Haematopoietic stem and progenitor cells from human pluripotent stem cells”, Nature 17 de mayo de 2017 

“Conversion of adult endothelium to immunocompetent haematopoietic stem cells”, Nature 17 de mayo de 2017 

Crean por primera vez sangre a partir de células de la piel

Fuente: http://www.abc.es/salud/enfermedades/abci-crean-primera-sangre-partir-celulas-piel-201705171914_noticia.html

La obtención de células madre sanguíneas a partir de células madre pluripotentes inducidas (iPS) abre una nueva vía para tratar las enfermedades genéticas de la sangre.

Imagen de las células sanguíneas humanas CD45 + diferenciadas de las células iPS.

Las células madre de la sangre o células madre hematopoyéticas (HSC), están un paso más cerca de poder ser fabricadas en el laboratorio. Lo aseguran dos artículos que se publican en la revista Nature. El desarrollo podría tener implicaciones prometedoras para la terapia celular, el diseño de nuevos fármacos etc.

El uso de células madre pluripotentes (iPS) constituye la opción más prometedora en el campo de la medicina regenerativa. No en vano, estas iPS tienen la capacidad de convertirse en cualquier célula de cualquier tejido del organismo, por lo que pueden cultivarse en una placa de laboratorio y, una vez diferenciadas en el tipo de célula deseada, trasplantarse en el paciente, dividirse y regenerar el órgano o tejido dañado. Sin embargo, y si bien ya se ha logrado que estas iPS se conviertan en células del miocardio y en neuronas, no se había conseguido que se transformen en células madre hematopoyéticas, esto es, en células madre capaces de convertirse en cualquier célula sanguínea, caso de un glóbulo rojo, un glóbulo blanco o una plaqueta. O así ha sido hasta ahora, dado que investigadores del Hospital Infantil de Boston y de la Universidad Weill Cornell Medicine (EE.UU.) han logrado, por primera vez, obtener células madre hematopoyéticas a partir de iPS, lo que abre la puerta a una nueva vía de tratamiento de las enfermedades de la sangre.

George Daley y sus colegas del Hospital Infantil de Boston (EE.UU.) utilizaron por primera vez señales químicas para convertir las células madre pluripotentes humanas en células endoteliales hemogénicas, y luego las persuadieron para que se convirtieran en iPS al alterar los niveles de siete factores clave de transcripción. En un segundo artículo, Shahin Rafii y su equipo de la Universidad Weill Cornell Medicine usaron células endoteliales de ratón adultas como material de partida, y posteriormente alteraron los niveles de factores clave de transcripción para impulsar su transición a células con propiedades de iPS de ratón.

Como explica Ryohichi Sugimura, co-autor de una de las investigaciones publicada en la revista «Nature», «este nuevo paso nos da la oportunidad de tomar células de pacientes con trastornos genéticos de la sangre, utilizar la edición genética para corregir los defectos en los genes y producir células sanguíneas funcionales. Y asimismo, nos ofrece la posibilidad de contar con una fuente ilimitada de células madre sanguíneas y de sangre a partir de células tomadas de donantes universales. Una posibilidad que, cuando menos potencialmente, aumentaría los suministros de sangre para los pacientes que requieren transfusiones».

Desde que en 1998 se lograra aislar por primera vez células madre embrionarias, numerosos investigadores han tratado de utilizarlas como fuente para obtener células madre hematopoyéticas. Una labor infructuosa que cambió de rumbo a partir de la generación, ya en 2007, de las primeras iPS mediante la reprogramación genética de células extraídas de la piel. El problema es que si bien ya se sabe cómo convertir estas iPS en algunos tipos de células –como neuronas o miocardiocitos–, no ha sucedido así con las células madre formadoras de células sanguíneas.

En el nuevo estudio, los autores utilizaron tanto células madre embrionarias como iPS y las expusieron a señales químicas para inducir su diferenciación en células y tejidos específicos del desarrollo embrionario. Concretamente, lo que obtuvieron fue un tejido embrionario denominado ‘endotelio hemogénico’ del que derivan las células madre hematopoyéticas –si bien hasta ahora nunca se ha logrado llevar a cabo la transformación en un laboratorio.

En segundo lugar, los autores administraron factores de transcripción para ‘forzar’ al endotelio hemogénico a convertirse en células madre hematopoyéticas. Y dado que desconocían qué factores de transcripción lo lograrían, emplearon 26 factores candidatos en distintas secuencias hasta descubrir que la administración de únicamente cinco –las proteínas RUNX1, ERG, LCOR, HOXA5 y HOXA9– bastaba para inducir esta transformación en células madre formadoras de células sanguíneas.

Finalmente, y si bien derivaban de iPS humanas, los autores trasplantaron las células madre hematopoyéticas en un modelo animal –ratones–. Y lo que vieron es que, transcurridas varias semanas, algunos de los animales portaban distintos tipos de células sanguíneas humanas –entre otras, glóbulos rojos, mieloblastos y linfocitos B y T– tanto en su médula ósea como en su sangre. Unas células, además, que eran totalmente funcionales, tal y como se observó cuando fueron capaces de organizar una respuesta inmunitaria tras la inoculación en el animal de un patógeno.

Células progenitoras y hematopoyéticas (HSPC) de células iPS humanas.

Y en este contexto, ¿cuáles fueron más eficaces a la hora de transformarse en células madre hematopoyéticas? ¿Las células madre embrionarias o las iPS? Pues la verdad es que ambas fueron igualmente eficaces, si bien los autores están más interesados en las iPS dado que se pueden ‘obtener’ directamente de cada paciente –tan ‘solo’ habría que coger una célula de la piel y reprogramarla genéticamente.

En definitiva, como destaca George Daley, director de la investigación, «nos encontramos realmente cerca de generar células madre hematopoyéticas en una placa de laboratorio. Ya somos capaces de modelar las funciones de la sangre humana en, digamos, ‘ratones humanizados’. Nuestro trabajo es la culminación de 20 años de esfuerzos y supone un gran paso en nuestra capacidad para investigar las enfermedades genéticas de la sangre».

El siguiente paso será ‘refinar’ la técnica para obtener un mayor número de células madre hematopoyéticas eficientes –en el estudio solo se produjeron células sanguíneas humanas en algunos ratones, que no en todos– y, sobre todo, hacerla más segura. Y es que a día de hoy se requiere el uso de un virus –en este caso, de un lentivirus– para introducir los factores de transcripción en las iPS. Además, los investigadores también están evaluando la posibilidad de utilizar las técnicas de edición genética –como la CRISPR/Cas9– para corregir los genes defectuosos en las iPS antes de inducir su transformación en células formadoras de células sanguíneas.

Una nueva técnica permite crear células madre de la sangre en el laboratorio

Fuente: http://www.agenciasinc.es/Noticias/Una-nueva-tecnica-permite-crear-celulas-madre-de-la-sangre-en-el-laboratorio

Investigadores del Boston Children’s Hospital en EE UU han generado por primera vez en el laboratorio células madre formadoras de sangre usando otras pluripotentes, capaces de producir la mayoría de los tejidos. El avance, publicado en Nature, ayudará a analizar las causas de enfermedades hemotológicas, como la leucemia, y crear células sanguíneas a partir de las propias células del paciente. 

Las células madre y progenitoras de sangre emergen de células endoteliales hemogénicas durante el desarrollo embrionario normal. Las células azules (izquierda) emergen de las células progenitoras y hematapoyéticas emergentes.

Desde que las células madre embrionarias se aislaran en 1998, los científicos han tratado –aunque con poco éxito– usarlas para crear células madre formadoras de sangre, que maduran hasta convertirse en uno de los tres tipos de células sanguíneas: glóbulos blancos (combaten las infecciones), glóbulos rojos (transportan el oxígeno) y plaquetas.

En 2007, tres grupos de investigación generaron las primeras células madre pluripotentes inducidas a partir de otras de la piel humana y mediante reprogramación genética. Estas células pluripotentes se usaron después para crear múltiples tipos celulares, como las neuronas y las células cardiacas, pero las formadoras de sangre seguían sin conseguirse.

Ahora, un equipo del Boston Children’s Hospital y otro del centro Weill Cornell Medicine (ambos en EE UU) han logrado crearlas a partir de células pluripotentes y endoteliales (del tejido que recubre el interior de los vasos sanguíneos). El avance, publicado en dos artículos en la revista Nature y que supone la culminación de 20 años de trabajo, muestra cómo se generan múltiples tipos de células sanguíneas humanas introducidas en ratones. 

“Este paso abre una oportunidad para tomar las células de pacientes con trastornos genéticos de la sangre, usar la edición de genes para corregir su defecto genético y hacer células sanguíneas funcionales”, dice Ryohichi Sugimura, primer autor del estudio e investigador en el Stem Cell Program del hospital, liderado por George Daley, también decano en la Harvard Medical School. 

El estudio permitiría además contar con un abastecimiento ilimitado de células madre de la sangre y de sangre extraídas de las células de donantes universales. “Esto podría aumentar el suministro de sangre para los pacientes que necesitan transfusiones”, añade Sugimura. 

Imagen de células madre pluripotentes inducidas humanas creciendo en los fibrobastos embrionarios de un ratón.

El equipo del Boston Children’s Hospital combinó dos enfoques previos. En primer lugar expusieron células madre pluripotentes humanas a señales químicas que las guían para diferenciarse en células y tejidos especializados durante el desarrollo embrionario normal. En concreto, se generó endotelio hemogénico, un tejido embrionario temprano que eventualmente da lugar a células madre de sangre. Esta transición nunca se había logrado en laboratorio.

A continuación, el grupo añadió factores reguladores genéticos (llamados de transcripción) para ‘empujar’ al endotelio hemogénico hacia un estado formador de sangre. Los científicos empezaron con 26 factores de transcripción como candidatos probables, pero finalmente llegaron a los cinco necesarios para crear las células madre de la sangre. Estos factores se distribuyeron en las células con un lentivirus, como se utiliza en algunas formas de terapia génica. 

Finalmente trasplantaron en ratones las células endoteliales hemogénicas modificadas genéticamente. Unas semanas más tarde, un pequeño número de animales llevaba en su médula ósea y en el sistema circulatorio diversos tipos de células sanguíneas humanas –como glóbulos rojos, células mieloides (precursores de monocitos, macrófagos, neutrófilos, plaquetas y otras células), y linfocitos T y B–. Algunos ratones fueron incluso capaces de crear una respuesta inmunitaria humana después de la vacunación. 

“Ahora podemos mostrar la función de la sangre humana en los ‘ratones humanizados”, dice Daley, que concluye: “Es un gran paso para investigar enfermedades genéticas de la sangre”. 

Por su parte, el equipo de Weill Cornell Medicine usó células endoteliales de ratón adulto como material de partida. Luego alteraron los niveles de los factores de transcripción para impulsar su transición a células madre de sangre en ratones, que se desarrollaron en una capa de células endoteliales fetales para confirmar sus propiedades.

El objetivo final de los investigadores es que la técnica permita crear células madre de la sangre de modo práctico y seguro. Para ello evitarán el uso de virus, que permiten distribuir los factores de transcripción, y la introducción de técnicas de edición genética, como CRISPR, con la que se corrigen los defectos genéticos de las células madre pluripotentes antes de transformarse en sanguíneas. 

Referencias bibliográficas: 

Ryohichi Sugimura et al. “Haematopoietic stem and progenitor cells from human pluripotent stem cells” Nature 17 de mayo de 2017 

Raphael Lis et al. “Conversion of adult endothelium to immunocompetent haematopoietic stem cells” Nature 17 de mayo de 2017

Crean un modelo para producir células madre hematopoyéticas 'in vitro'

Fuente: http://www.elmundo.es/salud/2017/05/17/591c7f9346163f1b048b4585.html

Células de la sangre al microscopio

La sangre se regenera continuamente gracias a las células madre hematopoyéticas. Siguiendo un proceso de diferenciación y proliferación, estas células se convierten luego en los glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas que son necesarios para el correcto funcionamiento del organismo.

Por primera vez, dos grupos independientes han conseguido fabricar in vitro estas células madre de la sangre. Se trata de una aproximación muy preliminar y con limitaciones, pero que permite vislumbrar nuevas estrategias de terapia celular e innovadoras perspectivas de estudio para enfermedades como la leucemia.

Los dos trabajos, cuyos resultados se publican en el último número de la revista Nature, utilizaron estrategias distintas para lograr su objetivo.

El primero de estos equipos, liderado por George Daley, del Programa de Células Madre del Hospital Infantil de Boston (EEUU) partió del uso de células madre humanas pluripotentes, el linaje del que pueden derivarse todos los tipos celulares del cuerpo.

Mediante la exposición a señales químicas, consiguieron que se convirtieran en una línea de células endoteliales que, durante el desarrollo embrionario, parecen ser el escalón previo a la diferenciación en células madre hematopoyéticas. Y una vez alcanzado este hito, los investigadores utilizaron un cóctel con siete factores de transcripción (partieron de un total de 26 hasta dar con los 'candidatos') que obraron la transformación y consiguieron crear unas células muy similares a las células madre de la sangre.

Una vez conseguido este paso, los científicos trasplantaron las células en la médula ósea (en el lugar donde se encuentran de forma natural) de ratones. En ese entorno, las células se diferenciaron adecuadamente en distintos tipos de células (células mieloides, linfocitos B y T).

Este paso abre una oportunidad para «crear células de la sangre funcionales» para combatir enfermedades genéticas de la sangre, ha señalado en un comunicado Ryohichi Sugimura, principal firmante del trabajo y uno de los investigadores del equipo de Daley. Además el método también tiene el potencial de «aumentar el suministro de sangre para pacientes que necesiten una transfusión», añade el investigador, quien subraya que el hallazgo es «la culminación de 20 años de esfuerzo».

Por su parte, el segundo grupo, liderado por Shahin Rafii, de la División de Medicina Regenerativa de la Universidad de Cornell (EEUU) utilizó células madre endoteliales adultas de ratón que, de nuevo gracias a cuatro factores de transcripción (dos de los cuales también fueron utilizados por el equipo de Sugimura), también consiguieron inducir células con las mismas propiedades que tienen las células madre hematopoyéticas de ratón. Esta línea de trabajo permite plantearse la posibilidad futura de crear células madre de la sangre a la carta, a partir del propio tejido de cualquier paciente.

En su caso, las células obtenidas no se trasplantaron directamente a la médula ósea de ningún animal, sino que se colocaron en una capa de células endoteliales tomadas de sangre de cordón umbilical de ratones. También en este caso se consiguió la diferenciación en los distintos tipos de células sanguíneas. Además, las células ya diferenciadas pudieron extraerse y trasplantarse con éxito.

Sin embargo, los trabajos tienen importantes limitaciones, como el hecho de que sólo la investigación de Daley haya estudiado la aparición de procesos cancerosos en las células. El desarrollo de tumores es, de hecho, uno de los principales riesgos de la reprogramación celular y lo que, en definitiva, supone una gran barrera para que el método pueda aplicarse en la práctica clínica.

El estudio de Rafii no mostró ningún signo de leucemia en las 20 semanas de seguimiento que se llevaron a cabo tras el trasplante. Sin embargo, los mismos investigadores reconocen que el seguimiento de estos posibles efectos debe ser más extenso.

Para Thomas Graf, líder del Grupo de Células Madre Hematopoyéticas, Transdiferenciación y Reprogramación del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona, los resultados de estas investigaciones suponen un avance hacia la consecución de células madre de la sangre que puedan fabricarse en el laboratorio, si bien «su posible utilización en la práctica clínica para tratar enfermedades aún no puede plantearse».

Crean células madre inmortales que generan ilimitados glóbulos rojos

Fuente: http://www.tendencias21.net/Crean-celulas-madre-inmortales-que-generan-ilimitados-globulos-rojos_a43839.html

Científicos británicos han creado células madre inmortales que son capaces de generar glóbulos rojos artificiales sin límite alguno. Serán mucho más eficaces que los glóbulos rojos obtenidos mediante donantes de sangre y beneficiarán a los pacientes con grupos sanguíneos poco corrientes, así como a los enfermos que requieren muchas transfusiones, si finalmente terminan aplicándose a humanos.

Investigadores británicos han desarrollado células madre literalmente inmortales que permitirán generar una cantidad ilimitada de glóbulos rojos artificiales adaptados a cualquier necesidad, según informa la Universidad de Bristol en un comunicado. 

Si estas células madre superan los ensayos clínicos previstos, serán mucho más eficaces para uso médico que los glóbulos rojos actualmente disponibles en los bancos de sangre, que se obtienen a partir de donantes humanos. 

También ayudará sobre todo a pacientes con tipos de sangre poco corrientes, ya que mediante el nuevo sistema se dispondrá de todos los tipos necesarios fabricados a medida. 

Otra ventaja adicional es que no transmiten enfermedades y que pueden ser trasladados sin riesgo de un lugar a otro para atender la demanda específica de un paciente. 

Investigaciones anteriores ya habían intentado transformar células madre procedentes de donantes de sangre en glóbulos rojos maduros. La técnica ha venido funcionando, si bien es laboriosa, ya que cada célula madre produce aproximadamente 50.000 glóbulos rojos antes de morir. En ese momento, se hace necesario recurrir a un nuevo donante. 

Para superar esta dificultad, los investigadores de Bristol transformaron las células madre adultas en una línea de células madre llamadas eritroides inmortalizadas, toda una primicia científica mundial. 

Estos glóbulos rojos prematuros pueden cultivarse indefinidamente, permitiendo una producción a gran escala, antes de ser diferenciados en glóbulos rojos maduros. Los investigadores han llamado a esta nueva línea de células las Bristol Erythroid Line Adult, o células BEL-A.

Para crear estas células inmortales, los investigadores han atrapado las células madre adultas en una etapa temprana de su desarrollo, lo que implica que pueden dividirse y crear glóbulos rojos indefinidamente, sin morir, evitando de esta manera la necesidad de donantes perpetuos. Los investigadores han conseguido litros de sangre con este sistema. 

« Los científicos han trabajado durante años para conseguir fabricar glóbulos rojos, con la finalidad de ofrecer una alternativa a las donaciones de sangre para atender a los pacientes”, explica Dave Anstee, uno de los investigadores. 

Los pacientes que más pueden beneficiarse de este desarrollo tecnológico son los que sufren enfermedades como la anemia de células falciformes y la Talasemia, que pueden necesitar múltiples transfusiones de sangre, añade Anstee. 

La intención de estos investigadores no es sustituir las donaciones de sangre, sino proporcionar tratamientos especiales a grupos específicos de pacientes. La primera utilización terapéutica de un producto de glóbulos rojos cultivados en laboratorio debe beneficiar a pacientes con grupos sanguíneos poco corrientes, ya que obtener donantes de ese tipo de sangre puede resultar complicado. 

Las células se cultivaron en la Universidad de Bristol y en el NHS Blood and Transplant, perteneciente al Ministerio Británico de Salud. Este departamento reúne cada año 1,5 millones de toneladas de sangre para atender a pacientes de toda Inglaterra. Las nuevas células contribuirán a mejorar esta situación.

Referencia:

An immortalized adult human erythroid line facilitates sustainable and scalable generation of functional red cells. Nature Communications 8, Article number: 14750 (2017). doi:10.1038/ncomms14750

Un pez cebra transparente y un truco genético permiten conocer a fondo la hematopoyesis

Fuente: http://www.tendencias21.net/Primeras-imagenes-de-celulas-fabricando-sangre_a39395.html

Por primera vez, se ha registrado la generación de sangre a nivel celular, en un pez cebra transparente. Las imágenes revelan un proceso extremadamente dinámico, cuyos pasos, en un futuro, podrían inducirse artificialmente para curar así ciertos trastornos sanguíneos. 

Célula madre sanguínea arraigando en un nicho para producir sangre.

Se calcula que un humano adulto tiene en su cuerpo entre 4,5 y 6 litros de sangre, lo que representa el 7% de su peso. Esta sangre es fabricada mediante un proceso denominado hematopoyesis, que se desarrolla fundamentalmente en la médula ósea. En él se forman los llamados “elementos formes” -o sólidos- de la sangre (el resto lo compone el plasma sanguíneo): los eritrocitos, los leucocitos y las plaquetas. 

Las responsables de la fabricación de esa sangre son, además, un tipo de células madre, conocidas como células madre hematopoyéticas multipotentes. Científicos del Hospital Infantil de Boston (EEUU) han conseguido ahora, por vez primera, visualizar a dichas células en plena acción. 

Los investigadores usaron un pez cebra transparente; un truco genético con el que se marcó a las células madre sanguíneas de verde; y una técnica avanzada de imagen (microscopía electrónica y confocal) para obtener esta primera visión directa de cómo dichas células arraigan en el cuerpo para generar sangre. Las imágenes obtenidas han revelado un proceso sorprendentemente dinámico, informa el Hospital de Boston en un comunicado.

Ya se sabía que, durante el desarrollo, las células madre sanguíneas surgen en la aorta, el vaso sanguíneo más importante en el embrión. A continuación, estas células circulan por el cuerpo hasta que encuentran un "nicho" en el que se preparan para generar sangre. 

Las imágenes obtenidas muestran cómo, al alcanzar esos nichos (en el pez cebra están en la cola), las células madre sanguíneas de peces recién nacidos se adhieren a las paredes de los vasos sanguíneos. Allí, una serie de señales químicas incitan a las células a apretarse contra la pared de los vasos para situarse en un espacio situado justo fuera de éstos. 

En dicho espacio, una gran cantidad de células comienzan a envolver a las células madre sanguíneas, como el cuerpo de una madre al feto. Cuando las células madre están así “abrazadas”, dentro del estroma o matriz celular formado, se agarran a él con estructuras similares a ganchos. 

Por último, con el tiempo, las células madre sanguíneas comienzan a dividirse. Las “hijas” dejan entonces el nicho mientras la madre se queda. Pero, al final, todas las células madre salen para colonizar el sitio en que, en adelante, producirán más sangre (en el pez cebra es el riñón).

El procedimiento de registro de imágenes se aplicó también en ratones, lo que ha permitido encontrar evidencias de que las células madre de la sangre de los mamíferos pasan por un proceso muy parecido. Esto hace probable que en los seres humanos suceda del mismo modo. 

De ser así, esta primera visión directa de la fabricación de la sangre a nivel celular podría proporcionar una serie de pasos para orientar (artificialmente) la generación de sangre, afirman los investigadores. En teoría, “ahora podemos buscar fármacos que afecten a cada paso de este proceso”. 

Por tanto, el avance ofrece varias pistas sobre cómo mejorar los trasplantes de médula ósea en pacientes con cáncer, así como sobre cómo tratar las inmunodeficiencias graves o los trastornos sanguíneos. 

Desde el punto de vista médico, también han sido importantes otros descubrimientos recientes sobre la sangre, en este caso porque podrían impulsar el desarrollo de productos celulares sanguíneos para terapias de reemplazo celular. 

A mediados de 2014, investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison lograron determinar cómo la naturaleza genera productos precursores de la sangre en las primeras etapas de desarrollo. 

En concreto, descubrieron dos programas genéticos que hacían posible la reprogramación de células madre indiferenciadas (susceptibles de convertirse en cualquier tipo de célula) para transformarlas en células madre hematopoyéticas. 

En 2013, además, un equipo de científicos de la Escuela Icahn de Medicina de Nueva York consiguió producir células muy parecidas a las células madre hematopoyéticas, a través de la transferencia de cuatro genes al interior de fibroblastos de ratón.

Referencia bibliográfica: 

Leonard I. Zon et al. Hematopoietic Stem Cell Arrival Triggers Dynamic Remodeling of the Perivascular Niche. Cell(2015). DOI: 10.1016/j.cell.2014.12.032.

Approved breast cancer drug offers hope for the treatment of blood disorders

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2014-12-female-sex-hormones-blood-disorders.html

The discovery has a potential application in the treatment of certain blood disorders for which there is currently no cure. 

Blood cancers are more common in men than in women, but it has not been clear why this is the case. A study published by Cell Press in Cell Stem Cell provides an explanation, revealing that female sex hormones called estrogens regulate the survival, proliferation, and self-renewal of stem cells that give rise to blood cancers. Moreover, findings in mice with blood neoplasms—the excessive production of certain blood cells—suggest that a drug called tamoxifen, which targets estrogen receptors and is approved for the treatment of breast cancer, may also be a valuable strategy for blocking the development of blood neoplasms in humans.

"Our study demonstrates that targeting estrogen signaling with a clinically approved drug, at doses with an acceptable toxicity profile in humans, provides a novel potential therapeutic strategy for a set of neoplasms currently without a definitive cure," said senior study author Simón Méndez-Ferrer of the National Center for Cardiovascular Research (CNIC) in Madrid, Spain.

Myeloproliferative neoplasms cause large numbers of abnormal white blood cells to be produced and enter the bloodstream, potentially causing life-threatening symptoms. These diseases can lead to cancer and arise from blood cells called hematopoietic stem/progenitor cells (HSPCs), which give rise to all of the other blood cells. Leukemia and other blood cancers are more common in men than in women, strongly suggesting that sex hormones such as estrogens contribute to the development of these malignancies. But until now, it has not been clear whether estrogen signaling could directly control normal and cancerous HSPCs.

In the new study, Méndez-Ferrer and Abel Sánchez-Aguilera of CNIC found that HSPCs express estrogen receptors, and activation of these receptors with tamoxifen affected the survival, proliferation, and self-renewal of these cells. In mice with a genetic mutation associated with blood neoplasms, tamoxifen treatment blocked the excessive production of blood cells by restoring normal levels of programmed cell death in mutant cells. Moreover, tamoxifen enhanced the effects of conventional chemotherapy on cancerous cells in a mouse model of leukemia.

The study suggests that the blood stem cells (pink for female, blue for male) that, when altered, produce excessive blood cells (diseases called neoplasms) can be killed by female sex hormones. This finding potentially explains why these diseases and related cancers are more common in men than in women. The approved drug tamoxifen, whose chemical structure resembles female sex hormones and has been used in the picture to depict the feminine symbol (pink), can be used to block the development of blood neoplasms in male and female mice. 

"Our results suggest that tamoxifen, at a similar dose used for the treatment of other diseases, might be useful to treat myeloproliferative neoplasms at various stages, without being toxic to normal blood cells," Méndez-Ferrer says. "The fact that this drug is FDA-approved, readily available and sufficiently safe facilitates the potential translation of our results from the bench to the bedside."

More information: Cell Stem Cell, Sanchez-Aguilera et al.: "Estrogen signaling selectively induces apoptosis of hematopoietic progenitors and myeloid neoplasms without harming steady-state hematopoiesis" www.cell.com/cell-stem-cell/ab… 1934-5909(14)00514-1

La 'receta' genética para convertir células madre en células de la sangre

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20140715/abci-sangre-celulas-genes-receta-201407141755.html

Identifican dos programas genéticos responsables de reprogramar las células troncales indiferenciadas para transformarlas en células capaces de fabricar sangre.

Células madre endoteliales (verde) se convierten en células madre sanguíneas (rojo)

La capacidad de convertir de forma fiable y segura en el laboratorio todos los distintos tipos de células en sangre humana es ya cuestión de tiempo gracias a los resultados de un trabajo que se publica en «Nature Communications». Investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison (EE.UU.) han descubierto dos programas genéticos responsables de reprogramar las células troncales indiferenciadas para transformarlas en células capaces de fabricar sangre.

La investigación, explica su autor, Igor Slukvin, es importante porque identifica cómo la propia naturaleza hace productos precursores de la sangre en las primeras etapas de desarrollo. El descubrimiento proporciona a los científicos las herramientas necesarias para obtener las propias células, investigar cómo se desarrollan las células de la sangre y producir nuevos productos de sangre clínicamente relevantes. «Es la primera demostración de que es posible generar diferentes tipos de células a partir de células madre pluripotentes humanas utilizando factores de transcripción», explica Slukvin. Los factores de transcripción son las proteínas que se unen al ADN y controlan el flujo de la información genética, que en última instancia, determina el destino de desarrollo de las células madre indiferenciadas.

Durante el desarrollo, las células sanguíneas surgen en la aorta, el vaso sanguíneo más importante en el embrión. Allí, comenta el experto, la células sanguíneas, incluyendo las células madre hematopoyéticas, se generan por gemación a partir de una población única de lo que los científicos llaman células endoteliales hemogénicas. Ahora, en este nuevo trabajo se han identificado dos grupos distintos de los factores de transcripción que pueden convertir directamente las células madre humanas en las células endoteliales hemogénicas, que posteriormente se convierten en diferentes tipos de células sanguíneas.

Los factores identificados por el grupo de Slukvin eran capaces de fabricar la gama de células sanguíneas humanas, incluyendo las células blancas de la sangre, las células rojas de la sangre y los megacariocitos, los productos sanguíneos utilizados comúnmente. «Al sobreexpresar sólo uno de los dos factores de transcripción, podemos, en el laboratorio, reproducir la secuencia de eventos que se generan en el embrión, donde se fabrica la sangre», subraya Slukvin. El método desarrollado por el grupo de Slukvin ha demostrado producir células sanguíneas en abundancia. Por cada millón de células madre, los investigadores fueron capaces de producir 30 millones de células sanguíneas.

Un aspecto crítico del trabajo es el uso de ARN mensajero modificado directamente para la células madre que hace posible inducir a las células sin introducir artefactos genéticos. De esta forma, las células resultantes para la terapia son más seguras. «Al hacerlo sin ayuda de un virus, la integridad del genoma no se ve afectada», señala.

Además, los expertos señalan que mientras que el nuevo trabajo muestra que la sangre se puede hacer mediante la manipulación de los mecanismos genéticos, su enfoque podría ser viable también para la fabricación de otros tipos de células con potencial terapéutico, incluyendo las células del páncreas y el corazón.

Lo que no ha logardo este trabajo es fabricar células madre hematopoyéticas, es decir, células madre multipotenciales que se encuentran en la médula ósea, que son esenciales para tratar algunos tipos de cáncer, incluyendo leucemia y mieloma múltiple. La elaboración de un método para producir en el laboratorio sigue siendo un reto importante. «Todavía no sabemos cómo hacerlo -reconoce el investigador- pero nuestro nuevo enfoque para la producción de glóbulos rojos nos dará la oportunidad de modelar su desarrollo en un plato y la identificación de nuevos factores de células madre hematopoyéticas».

Wisconsin scientists find genetic recipe to turn stem cells to blood

Fuente: http://www.news.wisc.edu/22991

The ability to reliably and safely make in the laboratory all of the different types of cells in human blood is one key step closer to reality.

Writing in the journal Nature Communications, a group led by University of Wisconsin-Madison stem cell researcher Igor Slukvin reports the discovery of two genetic programs responsible for taking blank-slate stem cells and turning them into both red and the array of white cells that make up human blood.

Two transcription factors are all that is required to make blood from pluripotent stem cells. Following introduction of the factors, stem cells form endothelium (green) which subsequenty become blood cells (red). Image courtesy of Irina Elcheva and Akhilesh Kumar, Wis. National Primate Research Center

The research is important because it identifies how nature itself makes blood products at the earliest stages of development. The discovery gives scientists the tools to make the cells themselves, investigate how blood cells develop and produce clinically relevant blood products.

“This is the first demonstration of the production of different kinds of cells from human pluripotent stem cells using transcription factors,” explains Slukvin, referencing the proteins that bind to DNA and control the flow of genetic information, which ultimately determines the developmental fate of undifferentiated stem cells.

During development, blood cells emerge in the aorta, a major blood vessel in the embryo. There, blood cells, including hematopoietic stem cells, are generated by budding from a unique population of what scientists call hemogenic endothelial cells. The new report identifies two distinct groups of transcription factors that can directly convert human stem cells into the hemogenic endothelial cells, which subsequently develop into various types of blood cells.

The factors identified by Slukvin’s group were capable of making the range of human blood cells, including white blood cells, red blood cells and megakaryocytes, commonly used blood products.

Igor Slukvin

“By overexpressing just two transcription factors, we can, in the laboratory dish, reproduce the sequence of events we see in the embryo” where blood is made, says Slukvin of the Department of Pathology and Laboratory Medicine in the UW School of Medicine and Public Health and theWisconsin National Primate Research Center.

The method developed by Slukvin’s group was shown to produce blood cells in abundance. For every million stem cells, the researchers were able to produce 30 million blood cells.

A critical aspect of the work is the use of modified messenger RNA to direct stem cells toward particular developmental fates. The new approach makes it possible to induce cells without introducing any genetic artifacts. By co-opting nature’s method of making cells and avoiding all potential genetic artifacts, cells for therapy can be made safer.

“You can do it without a virus, and genome integrity is not affected,” Slukvin notes.

Moreover, while the new work shows that blood can be made by manipulating genetic mechanisms, the approach is likely to be true as well for making other types of cells with therapeutic potential, including cells of the pancreas and heart.

An unfulfilled aspiration, says Slukvin, is to make hematopoietic stem cells, multipotent stem cells found in bone marrow. Hematopoietic stem cells are used to treat some cancers, including leukemia and multiple myeloma. Devising a method for producing them in the lab remains a significant challenge.

“We still don’t know how to do that,” Slukvin notes, “but our new approach to making blood cells will give us an opportunity to model their development in a dish and identify novel hematopoietic stem cell factors.”

The study was conducted under the umbrella of the Progenitor Cell Biology Consortium, run by National Heart, Lung and Blood Institute, part of the National Institutes of Health, and involved a collaboration of scientists at UW-Madison, the Morgridge Institute for Research, the University of Minnesota at the Twin Cities and the Houston Methodist Research Institute.

In addition to Slukvin, authors of the new report include Irina Elcheva, Vera Brok-Volchanskaya, Akhilesh Kumar, Patricia Liu, Jeong-Hee Lee, Lilian Tong and Maxim Vodyanik, all of the Wisconsin National Primate Research Center; Scott Swanson, Ron Stewart and James A. Thomson of the Morgridge Institute for Research; Michael Kyba of the University of Minnesota’s Lillehei Heart Institute; and Eduard Yakubov and John Cooke of the Center for Cardiovascular Regeneration of the Houston Methodist Research Institute.

Investigadores logran programar las células madre que forman la sangre

Fuentes: http://www.europapress.es/salud/noticia-investigadores-logran-programar-celulas-madre-forman-sangre-20130614093832.html
http://www.abc.es/salud/noticias/crean-primera-celulas-madre-hematopoyeticas-15167.html

Mediante la transferencia de cuatro genes de de fibroblastos de ratón, los investigadores de la Escuela de Medicina de ICAHN del Hospital Mount Sinai (EE.UU.) han desarrollado células similares a las células madre hematopoyéticas, encargadas de producir millones de nuevas células de la sangre en el cuerpo humano cada día. Los resultados, publicados en Cell Stem Cell, proporcionan una plataforma para el desarrollo futuro de células madre progenitoras específicas para el paciente, y de otros productos sanguíneos más diferenciados, para la terapia de reemplazo celular.

Los investigadores examinaron un grupo de 18 factores genéticos conocidos por su función en la formación de sangre; así, identificaron una combinación de cuatro factores de transcripción, GATA2, Gfi1b, cFos y ETV6 como los más idóneos para generar células precursoras de vasos sanguíneos y la aparición posterior de células hematopoyéticas. Las células precursoras expresan los receptores humanos CD34, Sca1 y Prominin1 dentro de un programa global de la transcripción endotelial.

"Las células que crecían en la placa de Petri son idénticas en la expresión de genes que las que se encuentran en el embrión de ratón y, eventualmente, podrían generar colonias de células sanguíneas maduras", afirmó el primer autor del estudio, Carlos Filipe Pereira, investigador postdoctoral de Biología del Desarrollo y Regenerativa de la Facultad de Medicina de ICAHN.

"La combinación de factores genéticos que hemos utilizado no fue compuesta en su totalidad de las proteínas más evidentes o esperadas", resaltó Ihor R. Lemischka, profesor de Biología del Desarrollo y Regenerativa, Farmacología y Sistemas de Terapéutica y director de 'The Black Family Stem Cell Institute' en el Centro Médico del Monte Sinaí. Así, concretó que en lugar de células madre embrionarias, su equipo usó fibroblastos de ratón maduros.

Para los investigadores, este descubrimiento es sólo el comienzo de algo nuevo y emocionante y esperan que se pueda utilizar para identificar un tratamiento para algunas de las enfermedades de la sangre. No hay que olvidar, matiza Pereira, que hay una importante escasez de donantes adecuados para los trasplantes de células madre hematopoyéticas. Hacen falta más donantes para satisfacer las necesidades de los pacientes que sufren de enfermedades como la leucemia, la anemia aplásica, linfomas, mieloma múltiple y trastornos de inmunodeficiencia y, por eso, «la programación de células madre hematopoyéticas representa una alternativa muy interesante».