Primer ensayo mundial de terapia celular con virus oncolítico en neuroblastoma

Fuente: http://www.diariomedico.com/2016/04/05/area-cientifica/especialidades/oncologia/investigacion/primer-ensayo-mundial-de-terapia-celular-con-virus-oncolitico-en-neuroblastoma

La administración de células madre mesenquimales como vectores de virus oncolíticos para tratar el neuroblastoma ha llegado al ensayo clínico. Sus artífices publican lo aprendido en una década de experiencia.

Javier García Castro (Instituto de Salud Carlos III) y Manuel Ramírez Orellana (Hospital Niño Jesús, de Madrid).

Lo que surgió como una idea entre colegas que tomaban café es ahora una esperanzadora vía de investigación clínica que se dirige a uno de los tumores más temidos por los oncólogos, el neuroblastoma. Y no solo para ese tipo de cáncer pediátrico, puesto que esta terapia avanzada, que combina la terapia celular con la viroterapia oncolítica, se está expandiendo también al ámbito del cáncer adulto.

Manuel Ramirez Orellana, coordinador del Laboratorio de Investigación de Onco-Hematología del Hospital Niño Jesús; Javier García Castro, director de la Unidad de Biotecnología Celular del Instituto de Salud Carlos III, y Ramón Alemany, director del Grupo de Viroterapia del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (Idibell), son los artífices de este original tratamiento, que se basa en la introducción de un virus oncolítico en células madre mesenquimales, obtenidas de la médula ósea del paciente. El virus oncolítico, diseñado por Alemany, ataca a las células tumorales respetando las sanas, pero si se administran de forma sistémica, no llegan bien a las zonas tumorales, muchos se pierden en las barreras fisiológicas, como el hígado o el sistema inmunitario. Sin embargo, al esconderse los virus en las células madre autólogas, se consigue un vehículo idóneo para llegar hasta las áreas del tumor y, de forma muy importante, a las metástasis.

La nueva terapia se denomina Celyvir, el acrónimo de células madre mesenquimales autólogas infectadas con Icovir 5. Se administra por vía intravenosa directamente al torrente sanguíneo. Esas células madre alcanzan el tumor, al que llegan sin despertar sospecha en el organismo, y una vez dentro, los virus que se han replicado infectan a las células cancerosas, desde el interior del tumor, eliminándolas. A ese efecto se suma otra acción beneficiosa complementaria: "Los virus reclutan a células del sistema inmune, que puede desencadenar una reacción inmunitaria frente al tumor", explica Javier García Castro.

"La primera vez que empleamos este procedimiento en la clínica fue en un paciente con neuroblastoma, en octubre de 2005. Después, en un programa de uso compasivo hemos tratado más 20 de casos, fundamentalmente, por neuroblastoma", recuerda Manuel Ramírez Orellana. De esa veintena de pacientes, cinco obtuvieron respuestas clínicas, incluida la estabilización de la enfermedad, respuesta parcial y completa. De hecho, en dos enfermos el tumor se eliminó, y en uno de ellos la remisión perdura más de diez años después.

"Esta experiencia nos ha permitido iniciar un ensayo, cuya fase I acaba de terminar, donde se han incluido a enfermos pediátricos y adultos con cualquier tipo de tumor refractario y metastásico".

Los resultados definitivos de ese estudio clínico se conocerán antes de final de año, pero Ramírez Orellana ha adelantado que se confirma la seguridad del tratamiento y su baja toxicidad, algo esperado a tenor de la buena tolerabilidad observada en el uso compasivo. En este punto, el médico expone que todos los niños tratados recibieron un mínimo de cuatro dosis y entre los que respondieron, se han llegado a administrar hasta 70.

Ahora están inmersos en el diseño de la segunda fase del ensayo, donde tendrán que demostrar eficacia. Para ello, han de decidir qué tipo de tumor tratar y en qué dosis, entre otros aspectos. Si cuentan con los apoyos necesarios, podrían completar esa siguiente fase en un par de años.

Mientras avanza el desarrollo clínico, lo hace también el conocimiento sobre la terapia, según refleja un estudio que acaban de publicar estos investigadores sobre los diez años del tratamiento, en Cancer Letters. "Ahora sabemos que para que haya beneficio clínico, el sistema inmune tiene que reaccionar frente al tumor, y no solo ante el virus, como era de esperar", apunta Ramírez Orellana.

Para ello, la situación de la que parten las defensas es clave. García Castro recalca que los niños donde se alcanzó una respuesta, presentaban un sistema inmunitario "más sano". Hay que tener en cuenta que son pacientes que ya han recibido una serie de tratamientos (quimio y radioterapia). En general, todo indica que cuanto antes se inicie el tratamiento, mejores resultados se podrían conseguir.

Pero además, se ha comprobado que las células no son importantes solo por su función vehicular de los oncovirus: algunas estimulan mejor que otras al sistema inmune. "Por eso estamos investigando en modelos animales cuáles optimizarían este medicamento, de cara a una posible selección atendiendo a marcadores de su superficie", dice García Castro.

Entre los estudios proyectados a raíz de estas investigaciones, los científicos esperan iniciar un ensayo que evalúe la administración de Celyvir en combinación con la quimioterapia convencional. Tampoco se descarta explotar el efecto inmune antitumoral que genera en algunos pacientes esta estrategia, incluso con los nuevos fármacos inmunoterápicos contra el cáncer. Con todo, los científicos evalúan esta última opción con cautela, debido a la alta toxicidad de esas terapias.

Para llevar a cabo estos trabajos ha sido necesario dotar al Hospital Niño Jesús con una sala blanca (laboratorio GMP, en 2010). Junto con el apoyo de la administraciones públicas, ha sido necesario el de asociaciones de pacientes, como la Asociación Pablo Ugarte, Asociación de Familiares y Amigos de Pacientes de Enfermos de Neuroblastoma (NEN), a través de la Fundación de Onco-Hematología Infantil. "Hasta la fecha, esto es un desarrollo académico", ha recordado Ramírez Orellana. Si todo avanza de forma positiva, los científicos confían que en unos cinco o seis años, Celyvir podría haber superado la fase final de un ensayo.

Un experto en células madre, otro en virus y un pediatra son los tres artífices de este ejemplo de investigación traslacional, cien por cien española, y que, de momento, constituye una experiencia única en el mundo. "Sabemos que un grupo en Estados Unidos, ha solicitado la aprobación de la agencia reguladora FDA para administrar este tipo de tratamiento en cáncer de ovario metastásico, pero no hay constancia de más estudios con esta terapia avanzada", comenta Manuel Ramírez Orellana, si bien, sí que ha habido ensayos con virus oncolíticos desnudos, administrados sin el vector celular.

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

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

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

Pasos de la terapia celular con iMS.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

La terapia con células madre, eficaz en la insuficiencia cardíaca

Fuente: http://www.abc.es/salud/enfermedades/abci-terapia-celulas-madre-si-resulta-eficaz-insuficiencia-cardiaca-201604041747_noticia.html

Usar células madre procedentes de la propia médula ósea de pacientes con insuficiencia cardiaca reduce la incidencia de episodios cardiovasculares.

Células del miocardio conectadas por filamentos de actina.

La insuficiencia cardiaca, enfermedad en la que el corazón se encuentra debilitado y no late con suficiente fuerza como para satisfacer las necesidades metabólicas del organismo, constituye a día de hoy la primera causa de hospitalización en personas mayores de 65 años. Una enfermedad, además, asociada a una gran mortalidad, ciertamente superior a la que presentan, por ejemplo, muchos tipos de cáncer. Y es que los tratamientos actuales solo logran ralentizar, que no detener, su progresión. Tal es así que en los últimos años se han desarrollado numerosos estudios para evaluar la posible aplicación de nuevas alternativas terapéuticas, caso de las terapias con células madre. Sin embargo, los resultados han sido infructuosos. O así ha sido hasta ahora, dado que un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Utah en Salt Lake City (EE.UU.) ha demostrado, por primera vez, que la terapia celular puede resultar útil en el manejo de la insuficiencia cardiaca.

Concretamente, el estudio, publicado en la revista «The Lancet», muestra que el uso de células madre procedentes de la propia médula ósea de pacientes con insuficiencia cardiaca en fase terminal –es decir, cuando la enfermedad ha progresado hasta un punto en el que ya no hay ningún tratamiento eficaz– logra, en comparación con el placebo, reducir en un 37% la incidencia de episodios cardiovasculares en esta población.

Como destaca Amit N. Patel, director de la investigación, «en los últimos 15 años todo el mundo ha estado hablando sobre las terapias celulares y sobre lo que podrían llegar a hacer. Y ahora, nuestros resultados sugieren que sí, que la terapia celular realmente funciona. Y es que el nuestro es el primer estudio llevado a cabo con terapias celulares en el que se muestra que pueden tener un impacto significativo sobre la supervivencia de los pacientes con insuficiencia cardiaca».

En el estudio, el mayor realizado hasta la fecha para evaluar el efecto de la administración de una terapia celular en el tratamiento de la insuficiencia cardiaca, 126 pacientes que se encontraban en la fase terminal de la enfermedad fueron seleccionados para recibir, según un criterio totalmente aleatorio, terapia con células madre o placebo.

Concluidos los 12 meses de tratamiento, los pacientes incluidos en la rama de la terapia celular mostraron unas menores tasas de muerte –hasta un 50% inferior– y de hospitalización por insuficiencia cardiaca –51,7% frente a 82,4%– que los tratados con placebo. De hecho, y aunadas ambas tasas, la terapia celular se asoció con una disminución del 37% de la incidencia total de episodios coronarios.

Y este beneficio de la terapia celular, ¿no se asoció con una mayor incidencia de efectos secundarios? Pues de acuerdo con los resultados, no. De hecho, la evaluación de los pacientes en los meses 1, 3, 6 y 12 del estudio mostró que aquellos tratados con placebo tenían una mayor incidencia de efectos adversos y complicaciones que los que recibieron la terapia celular.

El uso de terapias con células madre se ha mostrado infructuoso en el tratamiento de distintas enfermedades y episodios cardiovasculares, caso del infarto de miocardio. Sin embargo, y a diferencia del resto de terapias celulares y génicas, el nuevo tratamiento, denominado ‘ixmyelocel-T’, es una terapia multicelular, pues combina dos tipos de células madre: macrófagos tipo 2 y células madre mesenquimales, obtenidos de la médula ósea del propio paciente.

La elección de estos dos tipos de células madre se explica porque, tal y como han mostrado distintos estudios previos, son capaces de incrementar el tejido miocárdico y reducir la inflamación. Así, el procedimiento tan solo requiere de la inoculación del combinado de células madre por medio de un catéter en las áreas dañadas del corazón. Y según los resultados de este estudio, funciona.

El siguiente paso, como concluyen los autores, «será desarrollar un ensayo clínico en fase III para determinar si esta terapia multicelular podrá ofrecerse algún día como alternativa a los actuales tratamientos para la insuficiencia cardiaca terminal, caso del trasplante de corazón».

Bolígrafo quirúrgico con el que depositar células madre humanas donde se desee

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/18926/boligrafo-quirurgico-con-el-que-depositar-celulas-madre-humanas-donde-se-desee/

En un experimento histórico de demostración del concepto, unos investigadores han usado un bolígrafo manual de impresión tridimensional para “dibujar” células madre humanas formando patrones con las formas libremente escogidas por ellos y con tasas de supervivencia muy altas.

El dispositivo, desarrollado a partir de la colaboración entre investigadores del Centro de Excelencia para la Ciencia de los Electromateriales, dependiente del Consejo de Investigación Australiano (ARC, por sus siglas en inglés) y cirujanos del Hospital de St. Vincent, en Melbourne, Australia, ha sido diseñado para permitir a los cirujanos esculpir implantes de cartílago a medida durante las operaciones.

Usando una biotinta de hidrogel para transportar y sostener las células madre humanas vivas, y una fuente de luz de baja energía para solidificarla, el bolígrafo consigue una tasa de supervivencia celular de más del 97 por ciento.

Las bioimpresoras 3D tienen el potencial de revolucionar la ingeniería de tejidos; pueden ser usadas para imprimir con células, capa por capa, a fin de construir tejidos artificiales para su implantación. Pero en algunas aplicaciones, como la reparación de cartílago, no se puede conocer de forma precisa antes de la operación la geometría exacta que debe tener el implante. Esto dificulta muchísimo la fase de preparar con antelación un implante de cartílago artificial.

En cambio, con el biobolígrafo, el cirujano tiene un control sin precedentes en el tratamiento de los puntos despojados de cartílago, pudiendo rellenarlos a medida con el tejido viviente necesario.

El concepto fue ideado por los profesores Peter Choong, del Hospital de St. Vincent de Melbourne, y Gordon Wallace, del Centro de Excelencia para la Ciencia de los Electromateriales.

Información adicional

Desarrollan ‘mini-retinas’ tridimensionales a partir de células madre humanas

Fuente: http://www.abc.es/salud/enfermedades/abci-desarrollan-mini-retinas-tridimensionales-partir-celulas-madre-humanas-201603310248_noticia.html

Los nuevos organoides facilitarán el estudio y tratamiento de la retina, muy especialmente de las enfermedades degenerativas de este tejido ocular.

Desarrollo de una 'mini-retina' 3-D a partir de células madre.

Los avances en la investigación de las células madre han posibilitado que, ya en los últimos años, distintos grupos de científicos hayan logrado ‘crear’ células de la retina a partir de células madre humanas. Es más; no solo han conseguido diferenciar estas células madre en células individuales de la retina, sino que han conseguido lograr que las nuevas células se aúnen formando pequeños tejidos que, aun no funcionales, se asemejan a los que se encuentran en cualquier ojo humano. Y ahora, investigadores del Centro Alemán de Enfermedades Neurodegenerativas (DZNE) en Bonn (Alemania) han logrado crear organoides tridimensionales de la retina –o lo que es lo mismo, ‘mini-retinas’– que imitan la organización tisular del órgano y, así, abren una nueva etapa en estudio y tratamiento de las enfermedades de este tejido ocular.

Como explica Mike Karl, director de esta investigación publicada en la revista «Stem Cell Reports», «el objetivo final no es crear ‘algo’ que se aproxime lo máximo posible a la retina real, sino aprovechar la flexibilidad del organoide para abrir nuevas vías para el estudio del tejido de la retina».

En los últimos años, los científicos del DZNE han estudiado la regeneración neuronal en vertebrados –incluidos los seres humanos– para abrir nuevas vías de investigación en el uso de las células madre en el campo de la medicina regenerativa –como sería, por ejemplo, el desarrollo de terapias para el tratamiento de la degeneración macular asociada a la edad (DMAE).

Un trabajo que, entre otros resultados, ha posibilitado estos nuevos organoides tridimensionales creados a partir de células madre tanto de modelos animales –ratones– como humanos y que replican de una forma eficiente la estructura de la retina. Es el caso de la capa formada por los conos, células fotosensibles responsables de la visión en color y que pueden ser producidas en cantidades ilimitadas en las nuevas ‘mini-retinas’.

Como destaca Mike Karl, «los conos son el tipo de célula de la retina con mayor potencial para el desarrollo de futuras terapias de reemplazo para pacientes afectados por enfermedades degenerativas de la retina».

Y estas nuevas ‘mini-retinas’, ¿pueden ser empleadas ya para el tratamiento de las enfermedades degenerativas específicas de este tejido ocular? Pues todavía no. De hecho, el siguiente paso será crear ‘mini-retinas’ tridimensionales más complejas –por ejemplo, capaces de desarrollar sus propios vasos sanguíneos– que posibiliten el estudio de la regeneración y funcionalidad de los diferentes tipos de células específicos de la retina humana –caso, por ejemplo y además de los conos, de los bastones.

3-D 'mini-retinas' grown from mouse and human stem cells

Fuente: http://www.sciencecodex.com/3d_miniretinas_grown_from_mouse_and_human_stem_cells-179113

Stem cell science has progressed so that researchers can now share recipes for making human retinas--the part of the eye that is sensitive to light. The first protocols enabled the generation of retinal cells in laboratory plates and more recently as complex tissue in the form of tiny eye-like cups. Researchers in Germany now have another efficient way to make 3-D retina organoids, which mimic the organ's tissue organization, from mouse or human stem cells. Their version of "mini-retinas," published online by Stem Cell Reports, offers new perspectives on retina growth, injury, and repair.

"The goal isn't just to make the closest thing next to a real retina, but also to possibly harness the flexibility of the system to create more diverse ways of studying retina tissue," says senior author Mike Karl of the German Center for Neurodegenerative Diseases (DZNE). "We need to respect that each protocol is a new beast with different tastes, wrappings, and purposes."

Stem cell technologies have the potential to develop therapies for the treatment of diseases such as age-related blindness, and as clinical researchers work to apply the cells into new therapies, stem cell biologists such as Karl have been working to understand the regeneration of neurons from lower vertebrates to humans, which can aid regenerative medicine in more indirect ways.

The image shows two developing eyefield tissues growing out of a seven-day-old cell aggregate generated from mouse embryonic stem cells, which subsequently give rise to 3-D stratified retinal organoids. Eyefields are revealed by immunostaining for the eyefield transcription factors RAX and LHX2 shown in red and green colors, respectively, and cell nuclei are counterstained by DAPI (grey). 

For example, the 3-D retinal organoids developed in Karl's lab (an effort led by first author Manuela Völkner) efficiently replicate the formation of the retina. This specifically includes the light-detecting cone cells, which now can be produced in high quantities in their mini-retinas. Cone photoreceptors, which are responsible for high acuity and color vision, are the most precious retinal cell type with regard to potential future cell replacement therapies in patients affected by retinal degeneration.

Karl and colleagues' comparative studies on pluripotent stem cell-derived human and mouse retina organoids and mouse retina in vivo support the power of the new organoid protocol. "Tissue heterogeneity is a major challenge in organoid systems, and here our work provides new insight, which will help to develop specific organoid-based models, specifically to reliably study retinal disease mechanism," says Karl, who is also a part of the Center for Regenerative Therapies (CRTD) at Technische Universitat Dresden.

"Even with our new additions to existing organoid systems, we have not yet reached that tipping point of robustness that we need for people without the expertise to grow these models," says Karl, "By working out the details, we also hope to help those who are not developmentally or stem cell-minded to just go and study what they want."

The Karl Lab's change to the mini-retina protocol involves cutting a retina organoid grown from stem cells into three pieces at an early stage of eye development. Each of these pieces, which look like little half moons, eventually grows into the full suite of cells found in the retina, thereby increasing the yield of retinal organoids up to 4-fold compared to previous protocols. A trisection also spurs the surviving organoids to grow to reach sizes similar to uncut organoids. These mini-retinas swim around in the dish and because they're not attached to a surface, better reflect the structure of retinal tissue during development.

Karl's next objective is to make his 3-D "mini-retinas" even more complex, perhaps by bringing in blood vessels, as well as to use the organoids to study regeneration and the function of different neural cell types--specifically, from the human retina.

Regeneran el haz corticoespinal por primera vez

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Unraveling the mystery of stem cells

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

A quartet of genes controls growth of blood stem cells

Fuente: http://medicalxpress.com/news/2016-03-quartet-genes-growth-blood-stem.html

An important element in getting blood stem cells to multiply outside the body is to understand which of the approximately 20 000 genes in the human body control their growth. A research team at Lund University in Sweden has studied close to 15 000 of these genes alongside each other. The researchers have succeeded in identifying four key genes which, together, govern the growth and multiplication of the stem cells. The study is now being published in the journal Cell Reports.

The authors investigated the effects of 15,000 genes on the balance between self-renewal and differentiation of the human blood stem cell (blue box). A deeper understanding would enable us to design better protocols to grow these cells outside the body to improve bone marrow transplants for patients suffering for blood cancers, but also identify novel genes to target specifically during the treatment of leukemia (left & right panels). The researchers discovered that Cohesin, a ring-like protein complex that binds to the DNA in all of our cells, is a tight controller of the self-renewal vs. differentiation balance in blood stem cells. Deficiency of Cohesin causes an increase in self-renewal at decrease in differentiation of human blood stem cells.

Every day, over 100 billion new mature blood cells are generated in an adult human. This major production places high demands on the blood stem cells which must be capable both of maturing into specialised blood cells and of self-renewing and multiplying.

In a bone marrow transplant (also referred to as a stem cell transplant), the blood stem cells are responsible for the formation of a new blood system. In order to make stem cell transplants safer and available to more patients with diseases such as leukemia or hereditary blood disorders, researchers in many parts of the world are studying how to expand - multiply - blood stem cells. Yet many of the fundamental mechanisms of the process are still unknown.

"Clarifying what regulates the balance between multiplication and maturation of blood stem cells could provide the right keys to expanding them outside the body. In addition, it would enable the identification of new points of attack for the treatment of blood cancer, which is precisely a disruption of the balance between multiplication and maturation", explains Roman Galeev, a doctoral student at the Stem Cell Centre at Lund University's Department of Laboratory Medicine, and first author of the study.

An important step on the way is to map which of the thousands of human genes affect the regulation of stem cell growth. Through RNA interference, a technique in which individual genes in the stem cells are selectively neutralized, the research team in Lund has succeeded in identifying the genes which affect the regulation of blood stem cells.

"The research is unique as the study of so many genes alongside one another is unprecendented. In addition, we have used human blood stem cells, which is difficult in itself as it is requires the gathering of a large amount of material", says Jonas Larsson, Associate Professor at the Department of Laboratory Medicine who supervised the study.

Of the 15 000 genes that were tested, the research team found around 20 candidates with a strong capacity to affect the balance of growth in the blood stem cells. What was striking was that four of these 20 genes were physically connected through cooperation in a protein complex.

"The discovery showed that this protein complex is crucial and has an overarching function in the growth of the blood stem cells", says Jonas Larsson.

The protein complex, consisting of the four genes plus one further gene, is called cohesin and forms a sort of brace which holds different parts of the DNA strand together in the cell. The researchers believe that this allows the cohesin complex to control access to the "on/off switches" in the DNA, and to change the impulses the blood stem cells receive from various genes, thereby affecting cell division. The blood stem cell either multiplies or matures to become a specialised cell with other tasks.

Independently of the Lund researchers' discovery, other research in the field of blood cancer has recently identified mutations in the exact same four genes in patients with various forms of blood cancer.

"This is incredibly exciting! Together with the results from our study, this indicates that the cohesin genes are directly and crucially significant in the development of blood cancer. Our findings entail a new understanding of how the expansion of blood stem cells is controlled. Eventually, this can lead to new ways of affecting the process, either to prevent the development of cancer or to expand the stem cells for transplant", concludes Roman Galeev.

Explore further: Researchers poke around for blood genes

More information: Roman Galeev et al. Genome-wide RNAi Screen Identifies Cohesin Genes as Modifiers of Renewal and Differentiation in Human HSCs, Cell Reports (2016). DOI: 10.1016/j.celrep.2016.02.082

Cultivo enriquecido de células nerviosas humanas para su trasplante al cerebro

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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