Juan Cruz Cigudosa, director científico de NIMGenetics

Fuente: http://www.agenciasinc.es/Entrevistas/La-innovacion-en-cualquier-area-es-importante-pero-en-medicina-salva-vidas

El experto en genética del cáncer Juan Cruz Cigudosa (Navarra, 1964) y sus socios decidieron emprender su aventura en el inicio de la mayor crisis económica mundial. La creación de su empresa NIMGenetics en septiembre de 2008 coincidió con la caída de Lehman Brothers. Su objetivo: llevar los avances en investigación genómica a la práctica clínica, tanto en diagnóstico prenatal y oncología como en medicina personalizada.

Juan Cruz Cigudosa en los laboratorios de NIMGenetics del Parque Científico de la Universidad Autónoma de Madrid.

Juan Cruz Cigudosa, doctor en Biología Molecular especializado en genética humana, se ha propuesto convertir la investigación más puntera sobre genómica en innovación que ayude a salvar vidas. Además de ser director científico y cofundador de la empresa NIMGenetics –con sede en el Parque Científico de Madrid–, está al frente de la unidad de citogenética molecular del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) donde desarrolla tecnologías para diagnosticar el cáncer. Allí está creando modelos celulares de tumores con la herramienta CRISPR de edición del ADN.

¿No es un poco osado crear una empresa científica en pleno inicio de la mayor crisis económica mundial?

A nosotros no nos frenó, sino todo lo contrario, nos sirvió de acicate. NIMGenetics se gestó durante 2008 y la fecha de inicio de operaciones fue en septiembre de ese año que, como curiosidad, coincidió con la caída de Lehman Brothers y marcó el inicio de la crisis. Pero teníamos claro nuestro objetivo: que los pacientes se puedan beneficiar de los avances en genómica con soluciones médicas prácticas.

¿Cómo has volcado tu experiencia como especialista en genética del cáncer a NIMGenetics?

Mi trayectoria ha estado muy enfocada al estudio de los cambios genéticos que ocurren en los procesos tumorales, sobre todo en leucemias. Hice mi tesis en la Universidad de Navarra y luego continué en el Hospital Universitario de Lund (Suecia), en el Cancer Research Manchester Institute y en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center de Nueva York. A mi regreso, me incorporé al cuerpo facultativo del Hospital de Tenerife como genetista, y en 2000, cuando se fundó el CNIO, me llamaron para que montara una unidad de citogenética molecular sobre leucemias y cáncer con nuevas tecnologías, que es algo que siempre me ha atraído.

Empecé a darme cuenta de que los avances de la investigación genómica contra el cáncer podrían aplicarse en otras enfermedades. NIMgenetics se fundó con la intención de responder preguntas clínicas mediante todos esos avances genómicos.

¿Y qué aplicaciones habéis desarrollado? 

Colaboré en el desarrollo de una plataforma para el estudio de todo el genoma de una persona. Podía ver en un solo experimento qué zonas del genoma del tumor estaban perdidas o ganadas, originando así un cáncer. Esto pasa también con otras patologías, por ejemplo, hay enfermedades genéticas que ocurren cuando se pierde una sección del genoma o se gana otra. La más obvia es el síndrome de Down, en el que el paciente gana un cromosoma 21 completo y eso se puede ver al microscopio.

Sin embargo, cuando ganas o pierdes fragmentos más pequeños del genoma, no se ve al microscopio. Entonces se nos ocurrió utilizar una tecnología genómica para ver estos fragmentos. En este tipo de tecnología, denominada de hibridación genómica comparativa (array CGH), se basó nuestro primer proyecto en NIMGenetics. Y consistió en el desarrollo de una plataforma de estudio del genoma completo para el diagnóstico prenatal. 

¿En qué consiste y cuál es la novedad respecto a otros métodos de diagnóstico prenatal?

Para ver si los cromosomas del feto están bien, las mujeres embarazadas pueden someterse a una amniocentesis, en la que se extrae una muestra del líquido amniótico para después hacer el estudio microscópico de sus cromosomas. Nuestra plataforma KarioNIM-prenatal, basada en array CGH, hace una prueba más extensa y exhaustiva del líquido amniótico extraido, que con un solo experimento es capaz de detectar 124 síndromes y enfermedades genéticas graves originadas por trisomías, aneuploidias, microdeleciones –que son pérdidas de pequeños fragmentos del genoma que originan una enfermedad grave– y duplicaciones.

O sea que es un estudio más amplio y detallado del que se solía hacer a partir de una amniocentesis…

Sí. Ahora hemos dado un paso más y hemos lanzado otro análisis llamado trisoNIM. Esta prueba, en vez de recurrir a una amniocentesis –que es un método invasivo– se basa en tecnología que analiza el ADN circulante del feto que está presente en la sangre materna.

Se trata de un test de cribado prenatal no invasivo que permite identificar en la sangre materna las trisomías fetales de los cromosomas 13, 18 y 21, el sexo, las aneuploidías de los cromosomas sexuales más comunes y síndromes genéticos de microdeleción. Combina la tecnología de secuenciación de última generación (NGS, por sus siglas en inglés) con un análisis bioinformático avanzado. Se hace antes que la anmiocentesis, en la semana 10, mediante un simple análisis de sangre. Supone un avance bastante considerable.

¿Y aparte del ámbito prenatal, en qué áreas estáis trabajando?

Dentro de la familia KaryoNIM, hemos desarrollado una versión para el diagnóstico del autismo en una sola prueba: KaryoNIM Autismo. No hay otra parecida en el mercado europeo. Esta plataforma es más densa, más compleja y busca la causa genética que te predispone al autismo. Son 45 regiones de susceptibilidad y un total de 115 genes cuyas alteraciones están directamente asociadas con la aparición de trastornos del espectro autista. Hay un porcentaje de pacientes en los que el origen de este trastorno es genético. Con esto avanzamos mucho en el diagnóstico. 

En terapia celular, hemos desarrollado KaryoNIM Stem Cell. Está pensado para personas que van a someterse a una terapia con células madre. Antes de hacer ese tratamiento, que es con células vivas, analizamos si durante su proceso de expansión han sufrido alguna alteración genética. Es una cuestión de bioseguridad y de estabilidad genómica para el paciente.

Juan Cruz Cigudosa, director científico de NIMGenetics.

¿Qué otros proyectos estáis abordando?

Hemos lanzado una serie de productos de diagnóstico genético basado en el estudio del exoma en una línea denominada ExoNIM. La secuenciación del exoma proporciona una visión detallada sobre las regiones codificantes del genoma humano, donde se calcula que ocurren el 85% de las alteraciones responsables de las enfermedades de origen genético. En una primera fase hacemos un análisis bioinformático en profundidad de los genes que tienen que ver con el problema clínico concreto que ha causado la consulta. Si el problema diagnóstico no se resuelve con ese análisis parcial, lo podemos ampliar hasta estudiar los 19.000 de una persona.

¿A qué enfermedades lo estáis aplicando?

A enfermedades raras, cardiovasculares y epilepsia de origen genético, entre otras. Si tenemos sospecha de que la dolencia es cardiovascular, entonces, aunque estudiemos todos los genes, seleccionamos los que están relacionados con este problema. En epilepsia, al final te centras en los 144 genes que se ha demostrado que tienen efecto en esta enfermedad.

¿Y en oncología?

Tenemos desarrolladas tres plataformas que utilizamos en diferentes situaciones. Una está orientada al diagnóstico de mutaciones en los cánceres más prevalentes como colon, pulmón y melanoma. Otras están dirigidas a situaciones más complejas como ensayos clínicos o diagnóstico amplio de biomarcadores. Son sistemas de diagnóstico genético basados en secuenciación masiva para identificar mutaciones. Su finalidad es proporcionar al oncólogo la máxima información posible para que instaure una terapia adecuada basada en la genética.

¿Quiénes son vuestros clientes?

Los médicos, laboratorios y hospitales públicos. No nos dirigimos nunca al paciente de manera directa.

¿Cuáles son vuestros próximos planes?

Estamos generando el conocimiento para crear una nueva área de genómica personalizada que se canalizará a través de endocrinos, nutricionistas y geriatras. Queremos saber si es posible desarrollar test que tengan en cuenta el diagnóstico clínico y las variaciones genéticas para ayudar a mejorar la vida diaria de las personas. Ahora la gente que se quiere sentir mejor va a una farmacia y pide un complejo vitamínico, pero por su configuración genética quizá no le sirva el 80% de lo que tiene ese compuesto. Posiblemente notaría el mismo efecto bebiendo agua y comiendo una manzana.

Entonces es como un tratamiento genómico a medida…

Nuestros productos van a ir encaminados a informar y permitir que el paciente vea su mejora. Yo te puedo hacer un test y decirte que tienes una serie de marcadores genéticos que hacen que necesites un suplemento de vitamina D con una cantidad ajustada cada semana. Este tipo de acciones monitorizables, en mi opinión, serán el siguiente paso de la genética. Lo que se llama medicina preventiva pero de verdad, no basada en consejos generales.

¿Cuánta gente trabaja en NIMGenetics y cuánto facturáis?

Tenemos un total de 69 personas y hemos abierto sedes en Brasil y México. Entre nuestro personal hay sobre todo doctores y licenciados en biología, bioquímica y medicina. Ahora también estamos apostando fuerte por el ámbito de la bioinformática. Nuestra facturación en 2015 fue de 5,05 millones de euros, la prevista para este año se sitúa en torno a los 7 millones de euros y avanzamos según el plan.

Y además sigues en el CNIO…

Sí, continúo al frente de la unidad de citogenética molecular donde hacemos tecnología aplicada a nuevos diagnósticos del cáncer, sobre todo de leucemia. Ahora estamos aplicando técnicas punteras de edición genómica CRISPR para crear modelos celulares de tumores en laboratorio. La idea es generar en laboratorio lo que les ocurre exactamente a los pacientes. Es un campo muy potente.

¿Cuándo se podrá utilizar este avance en la clínica?

No lo sabemos. Como decía antes, lo que hacemos en NIMGenetics es intentar llenar el hueco que hay entre la investigación y la práctica clínica. En la academia es difícil desarrollar innovación, por eso montamos esta compañía, para dar salida a los desarrollos que estábamos generando en el otro lado. La innovación en cualquier área es importante, pero en medicina además salva vidas y ese es el mensaje básico de nuestra misión.

Recrean en laboratorio un intestino humano funcional

Fuente: http://www.tendencias21.net/Recrean-en-laboratorio-un-intestino-humano-funcional_a43453.html

Investigadores de Francia y Estados Unidos han conseguido crear en laboratorio un mini intestino humano funcional, a partir de células madre embrionarias. El resultado permitirá estudiar mejor las enfermedades digestivas, testar nuevas terapias e incluso desarrollar una medicina regenerativa con trasplantes intestinales personalizados, según los investigadores.

Investigadores del hospital infantil de Cincinnati en Estados Unidos y del Instituto de la Salud y la Investigación Médica (Inserm) de Francia, han conseguido recrear en laboratorio un intestino humano funcional, según se informa en un comunicado. 

Este avance médico, publicado en Nature Medicine, se ha conseguido mediante células madre humanas cultivadas en laboratorio. Hasta ahora no existía ningún modelo biológico que permitiera estudiar en laboratorio un intestino, considerado por la ciencia como el segundo cerebro. 

El intestino tiene su propio sistema nervioso que controla la actividad de los músculos intestinales. También es el encargado de la digestión, de producir algunas hormonas y de asegurar la permeabilidad de las paredes intestinales. Cualquier alteración en el funcionamiento de estas neuronas intestinales origina problemas de salud, algunos de ellos graves. 

Recrear esta actividad en laboratorio había sido hasta ahora muy complicado. Para superar los obstáculos técnicos, el equipo franco-americano ha puesto a punto una técnica innovadora que utiliza células madre humanas pluripotentes, un tipo de células madre capaces de generar la mayoría de los tejidos. 

Para conseguir que estas células se conviertan en intestinales, los investigadores añadieron diferentes complejos de moléculas en una placa de Petri. A continuación crearon células nerviosas en estado embrionario, denominadas células de la cresta neural, y las manipularon para conseguir células precursoras del sistema nervioso intestinal. 

Ambos tejidos crearon un nuevo tejido parecido al intestino de un feto. Cuando se desarrolló, emergieron del cultivo una serie de mini intestinos, denominados organoides intestinales.

El paso siguiente consistió en asegurar que estos organoides eran funcionales. Para ello implantaron estos organoides en ratones desprovistos de sistema inmunitario, para evitar rechazos, y observaron en directo que estos mini intestinos se parecían cada vez más al intestino humano y aseguraban las funciones fisiológicas propias de su naturaleza. 

Una vez validado este modelo, los investigadores pudieron estudiar una enfermedad intestinal rara, conocida como la enfermedad de Hirschsprung, capaz de provocar obstrucción intestinal porque en las personas afectadas el sistema nervioso intestinal no se ha desarrollado. Esta enfermedad puede incluso ser mortal si los enfermos son portadores de una mutación del gen PHOX2B. Un efecto demostrado ahora en laboratorio y en ratones. 

Esta investigación contribuye a una mejor comprensión de las enfermedades digestivas en las personas, de las que existen pocos modelos, y abre nuevas perspectivas a las terapias intestinales, con vistas incluso a un trasplante específico a cada paciente, según los investigadores.

Referencia bibliográfica:

An in vivo model of human small intestine using pluripotent stem cells. Nature Medicine 20, 1310–1314 (2014) doi:10.1038/nm.3737.

Investigadores españoles mejoran la reprogramación de células adultas en células madre

Fuente: http://www.abc.es/salud/enfermedades/abci-investigadores-espanoles-mejoran-reprogramacion-celulas-adultas-celulas-madre-201611251340_noticia.html

Investigadores del CNIO muestran que las células dañadas envían señales a sus vecinas para que se reprogramen a un estado embrionario.

Cultivo de iPS en el laboratorio.

Las células pluripotentes inducidas (iPS) son un tipo de células madre que, obtenidas a partir de la reprogramación de una célula de un individuo adulto, tienen la capacidad de diferenciarse en cualquier célula del organismo. En consecuencia, y dado que podrían emplearse para crear órganos y tejidos sanos para reemplazar a aquellos deteriorados por una lesión o enfermedad o, simplemente, por el paso de los años, estas iPS podrían suponer el futuro de la medicina regenerativa. Tal es así que, conscientes de la importancia de estas células madre, el Instituto Karolinska de Estocolmo (Suecia) concedió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 2012 al descubridor del método ‘OSKM’ para reprogramar las células adultas en iPS –el japonés Shinya Yamanaka–. Sin embargo, investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) parecen haber hallado la clave para mejorar la reprogramación, muy ineficiente, que se logra con el empleo de los genes ‘OSKM’, abriendo así la puerta a nuevos avances para un uso práctico de estas iPS en la práctica clínica.

Como explica Lluc Mosteiro, co-autora de esta investigación publicada en la revista «Science», «los genes de Yamanaka son ineficientes a la hora de inducir la reprogramación o la ‘pluripotencia’ en las células altamente especializadas que constituyen los tejidos adultos. Nuestros resultados indican que el daño tisular juega un papel crítico a la hora de complementar la actividad de los genes OSKM».

Las investigaciones de Shinya Yamanaka muestran que el empleo de la combinación de cuatro genes –concretamente, los genes ‘Oct4’, ‘Sox2’, ‘Klf4’ y ‘Myc’, que unidos dan lugar a las siglas ‘OSKM’– posibilita la reprogramación de células adultas en iPS, o lo que es lo mismo, en células madre con una capacidad de diferenciación similar a la de las células embrionarias. Así, y cuando menos en teoría, ‘solo’ se trataría de introducir en la célula adulta estos cuatro genes y tendríamos iPS para construir nuevos tejidos.

El problema es que el empleo de OSKM no es demasiado eficiente: la obtención de las ansiadas iPS se alcanza en un número muy reducido de ocasiones. Y además, la técnica provoca que un elevado número de las iPS resultantes tengan mutaciones genéticas que dan lugar a la aparición de un teratoma –esto es, un tumor de un tejido distinto de la línea celular en la que se diferenciaron estas iPS–. El resultado es que la reprogramación celular con los genes OSKM no puede utilizarse en la práctica clínica.

En este contexto, los investigadores del Grupo de Supresión Tumoral del CNIO dirigido por Manuel Serrano llevan muchos años trabajando en el campo de las células madre. Una labor que, entre otros logros, posibilitó en 2013 y por primera vez la reprogramación celular en un organismo vivo –concretamente, en un ratón–. Un avance ciertamente significativo dado que hasta entonces todas las reprogramaciones se habían llevado a cabo en cultivos celulares en placas de laboratorio.

Y ahora, el último trabajo de los miembros del CNIO parece que cuestiona la viabilidad del empleo de los genes OSKM. Y es que parece que la técnica no funciona como hasta ahora se pensaba.

En el estudio, los autores analizaron lo que sucede en los tejidos vivos cuando se induce la reprogramación celular con los genes OSKM. Y lo que vieron es que el daño tisular es un factor muy relevante para que las células ‘involucionen’ a un estado embrionario.

Los resultados muestran que la relación entre el daño y la reprogramación está mediada por una proteína proinflamatoria, la interleucina 6 (IL-6), sin la cual los genes OSKM son mucho más ineficientes a la hora de inducir la reprogramación. Concretamente, la secuencia del proceso sería: la expresión de los genes OSKM provoca un daño en las células; en respuesta a este daño, las células liberan IL-6; y finalmente, la IL-6 induce la reprogramación de las células circundantes a un estado embrionario, lo que facilita la reparación del tejido.

Una vez identificado el papel esencial que juega la IL-6, el próximo paso de los investigadores del CNIO será identificar las moléculas que, cual fármacos, mejoren la eficacia del proceso, lo que ayudaría a mejorar la regeneración del tejido dañado incluso sin tener que utilizar los genes OSKM.

Como concluyen los autores, «la mejora de la capacidad de reparación de los tejidos podría tener implicaciones evidentes para la medicina regenerativa, incluido el tratamiento de múltiples patologías y de procesos degenerativos asociados a la edad».

Usar células madre cura hasta un 50% de las fístulas en pacientes con enfermedad de Crohn

Fuente: http://www.redaccionmedica.com/secciones/medicina/usar-celulas-madre-cura-hasta-un-50-de-las-fistulas-en-pacientes-con-crohn-4175

Un ensayo clínico en el que han colaborado 49 hospitales europeos y de Israel, 14 de ellos españoles, liderados por el Virgen del Rocío, de Sevilla, ha confirmado la curación de la mitad de enfermos con fístulas causadas por la enfermedad de Crohn tras una sola inyección de células madre.

Un equipo de cirujanos, especialistas en Aparato Digestivo y en Radiología del hospital sevillano ha publicado un trabajo sobre este tratamiento en la revista científica Lancet, que ha sido presentado en el centro hospitalario.

El director gerente del hospital, Manuel Romero Gómez, y el responsable de la unidad de Coloproctología, Fernando de la Portilla, han explicado que este ensayo clínico completa anteriores investigaciones y ha alcanzado la fase III, la última previa a su autorización para comercializarse.

En esta investigación han participado 212 pacientes con enfermedad de Crohn, una patología cuya prevalencia en España es de 116,5 casos por cada cien mil habitantes, que afecta al intestino y al ano, y origina una fístula a entre el 15 y el 25 por ciento de los pacientes. Esta fístula sólo se trataba hasta ahora mediante reconstrucción quirúrgica.

El nuevo tratamiento con células madre, pendiente de su aprobación por la Agencia Europea del Medicamento, parte del cultivo en laboratorio de células extraídas de la grasa que posteriormente se implantan en el paciente para que regeneren las fístulas y las zonas afectadas.

Un nuevo sistema de modelo de células iPS ayuda a desarrollar tratamientos para la ataxia espinocerebelosa

Fuente: http://www.lainformacion.com/salud/especializaciones-medicas/genetica/sistema-celulas-desarrollar-tratamientos-espinocerebelosa_0_968303256.html

Investigadores del Centro de Biología del Desarrollo RIKEN, en Japón, han conseguido crear un nuevo sistema modelo que se puede utilizar para desarrollar tratamientos farmacológicos para trastornos genéticos como la ataxia espinocerebelosa tipo 6 (SCA6). El trabajo muestra cómo las células madre de pacientes con SCA6 pueden transformarse en células de Purkinje maduras, el mismo tipo de neurona que empieza a morir cuando las personas desarrollan SCA6 más tarde en la vida.

Con esta configuración, detallada en un artículo que se publica en la revista 'Cell Reports', los investigadores descubrieron que las células de Purkinje maduras con la mutación SCA6 se volvían vulnerables cuando se les privaba de la hormona tiroidea.

SCA6 es un trastorno del movimiento que se caracteriza por la muerte de las células de Purkinje en el cerebelo, una región del cerebro que controla nuestra capacidad para producir movimientos suaves. No existe ningún tratamiento efectivo o cura para este trastorno neurodegenerativo, y los modelos animales no han sido concluyentes.

Como alternativa, el equipo dirigido por Keiko Muguruma centró sus esfuerzos en la fabricación de un modelo de enfermedad basado en células de Purkinje humanas crecidas en cultivo. "Tuvimos éxito en la generación de células de Purkinje con conjuntos completos de genes de pacientes de SCA6. A diferencia de los modelos animales, estas células de Purkinje derivadas del paciente serán extremadamente útiles para investigar mecanismos de la enfermedad y para desarrollar terapias farmacológicas eficaces", explica Muguruma.

La enfermedad se manifiesta en la mediana edad y es el resultado de mutaciones que aumentan el número de veces que una sección particular del gen CACNA1A se repite. Los investigadores indujeron primero células de la piel o de la sangre de pacientes y participantes de control para convertirlas en células madre pluripotentes. Después, emplearon técnicas desarrolladas recientemente en su laboratorio para crear tejido cerebeloso de auto-organización y células de Purkinje.

Durante la prueba, el equipo encontró que aunque ambos tipos de células de Purkinje maduras parecían aparentemente similares, diferían en la cantidad de gen CACNA1A que se expresó. Las células derivadas de pacientes contenían más de la proteína codificada por el gen CACNA1A que las células normales. Cuando se probaron las células inmaduras, los niveles de expresión de proteínas fueron similares, independientemente de su origen.

La parte de la proteína CACNA1A que contiene la sección excesivamente repetida se llama a1ACT. Cuando los investigadores compararon la expresión de este fragmento entre las células normales y derivadas del paciente, se encontraron con que se expresó mucho menos en las células de Purkinje SCA6.

Debido a que a1ACT normalmente se une al ADN en el núcleo y activa la expresión de otras proteínas que son importantes para el desarrollo normal de las células de Purkinje, estas proteínas se expresaron también mucho menos en las células que contenían la mutación. Una vez más, cuando el equipo analizó las células de Purkinje inmaduras, la expresión a1ACT fue similar en todos los grupos.

"Este nuevo sistema es particularmente útil para el descubrimiento de fármacos --señala Muguruma--. Gracias a él, hemos sido capaces de demostrar que las células de Purkinje derivadas del paciente muestran una vulnerabilidad al agotamiento de nutrientes y que esta vulnerabilidad puede ser suprimida por varios compuestos".

Sabiendo que la hormona tiroidea es importante para la maduración y el mantenimiento adecuado de las células de Purkinje, los investigadores privaron a las neuronas maduras de la hormona y vieron que muchas de las células derivadas de pacientes murieron, mientras que las que sobrevivieron mostraron anormalidades físicas. Las células de Purkinje sin la mutación no se vieron afectadas.

Pruebas adicionales demostraron que, incluso, cuando se le priva de la hormona tiroidea, podían prevenirse cambios negativos en las células de Purkinje SCA6 mediante la hormona liberadora de la tiroides. Se produjeron resultados similares con riluzol, un medicamento de uso frecuente para tratar otra enfermedad neuromuscular llamada esclerosis lateral amiotrófica (ELA), también conocida como enfermedad de Lou Gehrig.

La disminución de la actividad de la glándula tiroides, una enfermedad conocida como hipotiroidismo, también se produce con la edad y podría estar relacionada con la aparición de SCA6. Muguruma advierte que hay algunos informes de que el hipotiroidismo se relaciona con la ataxia cerebelosa y atrofia cerebelosa, pero todavía no se sabe si los fenotipos de la enfermedad SCA6 están causalmente relacionados con la disminución de la hormona tiroidea".

Ahora que han demostrado la utilidad de este sistema modelo, Muguruma y sus colegas pueden continuar investigando cómo la hormona liberadora del tiroides fue capaz de proteger a las células y, en última instancia, encontrar una cura para este tipo de ataxia espinocerebelosa.

Diseñada una técnica de ingeniería genética capaz de curar la talasemia

Fuente: http://www.abc.es/salud/enfermedades/abci-disenada-tecnica-ingenieria-genetica-capaz-curar-talasemia-201610261537_noticia.html

Permite corregir los genes defectuosos que causan la talasemia y podría también utilizarse para tratar la anemia falciforme y otras enfermedades hereditarias de la sangre.

Cada año nacen en todo el mundo en torno a 300.000 niños con talasemia, tipo de anemia hereditaria que si bien cursa de manera sintomática en la mayoría de los casos, puede llegar a resultar mortal. Un aspecto muy a tener en cuenta dado que se estima que la talasemia es, con cerca de 250 millones de personas afectadas, la enfermedad hereditaria más frecuente a nivel global. Una talasemia que, además, es también conocida como ‘anemia mediterránea’ dado que es más común en la cuenca del Mediterráneo, caso de las regiones del sur de nuestro país –la prevalencia en toda España es de un 2%– y de Italia. Sin embargo, y a pesar de tratarse de una enfermedad genética y, por tanto, heredada, investigadores de la Universidad de Yale en New Haven (EE.UU.) han encontrado un método para curar la talasemia. Y para ello solo se requiere una simple inyección.

Concretamente, el estudio, publicado en la revista «Nature Communications», describe cómo una nueva técnica de ingeniería genética en la que se emplean ‘piezas’ de ADN sintético que luego serán administradas por vía intravenosa es capaz de corregir las mutaciones que causan la beta talasemia, esto es, la forma de la enfermedad originada por un déficit en la producción en la cadena beta de la hemoglobina. O así sucede, cuando menos, en modelos animales –ratones.

Como explica Peter M. Glazer, director de la investigación, «nuestra técnica proporciona las correcciones a las mutaciones y palía la enfermedad en ratones. Además, nuestros resultados pueden abrir la puerta al desarrollo de estudios con terapias génicas similares para tratar a los pacientes con distintas enfermedades hereditarias de la sangre».

Hace ya años que se sabe que la ingeniería genética podría tener la clave para la curación de algunas de las enfermedades hereditarias de la sangre, caso de la referida talasemia o de la anemia falciforme. El problema es que, por lo general, estas técnicas de ‘edición de genes’, en las que se suprimen o ‘corrigen’ algunas secuencias específicas en el ADN, no pueden emplearse en los seres vivos. Sin embargo, la nueva técnica de ingeniería genética aporta una novedad: combina por primera vez el uso de nanopartículas, de piezas sintéticas de ADN y de una inyección intravenosa.

En primer lugar, los autores identificaron una proteína de la médula ósea con capacidad de activar las células madre hematopoyéticas que dan lugar a las células sanguíneas. Y en segundo lugar, combinaron la proteína con unas moléculas sintéticas denominadas ‘ácidos peptidonucleicos’ (PNA) que imitan el ADN y son capaces de unirse al gen que se pretende corregir –en este caso, un gen de la subunidad beta de la hemoglobina–. Y exactamente, ¿cómo se corrige el gen? Pues las PNA crean una triple hélice con el ADN –una hélice PNA-ADN-PNA, lo que hace que el ADN quede al descubierto– y promueve que sea la propia célula hematopoyética la que corrija la mutación que provoca la enfermedad.

Por tanto, ya tenemos la manera de corregir el gen. Ahora solo queda llevar a cabo el proceso no en un cultivo en un laboratorio, sino en las células madre hematopoyéticas de un organismo vivo, en este caso un modelo animal –ratones–. Y para ello, los investigadores han diseñado una nanopartícula capaz de llegar hasta el gen que debe ser corregido. ¿Y cómo se administran estas nanopartículas cargadas con los PNA? Pues tan solo hay que verterlas en la sangre. Es decir, inyectarlas en el torrente sanguíneo.

Finalmente, los resultados del estudio han constatado la eficacia de la nueva técnica. No en vano, ninguno de los animales tratados volvió a presentar síntomas de talasemia. Es más; los niveles de hemoglobina a los 140 días del procedimiento fueron completamente normales.

Como indica Peter Glazer, director de la investigación, «el resultado fundamental es que con las nanopartículas con los PNA y su infusión endovenosa fuimos capaces de lograr una edición genética suficiente como para curar de forma efectiva la anemia en ratones con talasemia».

Una de las ventajas de la nueva técnica de ingeniería genética es que utiliza pequeñas piezas de ADN sintetizadas químicamente –los PNA–, por lo que no se asocia con los efectos adversos que presentan otras técnicas diseñadas para alterar el genoma. Es el caso de la técnica CRISPR/Cas9, comúnmente conocida como ‘corta-pega genético’, en la que se utilizan enzimas para cortar el ADN y suprimir el gen defectuoso. El problema es que estas enzimas también acaban cortando el ADN en otros sitios, eliminando así otros genes que pueden resultar muy importantes para la célula y, por ende, para el organismo.

Como destaca el director de la investigación, «en nuestro estudio hemos demostrado que hemos reducido de forma extrema los efectos sobre otros genes distintos de aquel sobre el que queremos actuar».

El próximo paso será evaluar la viabilidad de la técnica en ensayos clínicos con seres humanos. Y en caso de alcanzar unos resultados exitosos, los autores plantean el diseño de terapias génicas no solo para el tratamiento de la talasemia, sino también de la anemia falciforme y de otras enfermedades hereditarias de la sangre.

Como concluye Peter Glazer, «podemos corregir un número suficiente de células como para que los pacientes no vuelvan a padecer anemia. Podemos lograr una cura sintomática».

La edición genética hace posible la corrección de mutaciones causantes de la talasemia

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/21666/la-edicion-genetica-hace-posible-la-correccion-de-mutaciones-causantes-de-la-talasemia/

Mediante edición genética se ha logrado desencadenar un proceso que ha culminado en la corrección de mutaciones causantes de la talasemia, una forma hereditaria de anemia.

Las técnicas de edición genética tienen un buen potencial para tratar afecciones sanguíneas que son hereditarias, como la talasemia y la anemia drepanocítica, pero su aplicación se ha centrado en células en el laboratorio, sin abarcar también animales vivos.

Un equipo de investigación ha cambiado por fin esta situación, al utilizar una nueva estrategia de edición genética para corregir las mutaciones que causan la talasemia. Su técnica de edición genética ha corregido mutaciones y mitigado la enfermedad en ratones.

La nueva técnica es obra del equipo del Dr. Peter M. Glazer, de la Universidad Yale en Estados Unidos, y se basa en una combinación novedosa de nanopartículas y fragmentos sintéticos de ADN.

El equipo de investigación multidisciplinario identificó una proteína derivada de la médula ósea que posee la capacidad de activar células madre (las que responden mejor a la edición genética). Glazer y sus colaboradores combinaron la proteína con moléculas sintéticas, de las conocidas como PNAs, que imitan el ADN y se unen al gen escogido como objetivo de actuación, para formar una triple hélice. Esto activa los procesos naturales de reparación de la célula, que arreglan la mutación causante de esas alteraciones dañinas para la salud.

A la izquierda, las muestras de sangre de ratones anémicos muestran la forma irregular de los glóbulos rojos. A la derecha, las de sangre de ratones sanos muestran las formas normales de los glóbulos.

A continuación, el equipo utilizó nanopartículas, desarrolladas en el laboratorio de Mark Saltzman, para transportar las PNAs hasta el punto preciso en el que pudieran ejercer su labor.

En los experimentos, el uso de esta técnica corrigió la mutación hasta tal punto que los ratones ya no tenían síntomas de talasemia. Después de 140 días, comprobaron los niveles de hemoglobina en los animales y vieron que eran normales.

Si la estrategia resulta ser eficaz en estudios clínicos, podría conducir al desarrollo de una terapia genética para las personas con talasemia, y potencialmente con anemia drepanocítica y otros trastornos hereditarios de la sangre. “Podríamos corregir suficientes células como para que las personas dejasen de estar anémicas. Podríamos alcanzar una cura sintomática”, explica Saltzman.

Información adicional

Tendencias científicas: Ratones vivos engendrados con óvulos artificiales

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

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

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

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

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

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

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

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

Obtienen óvulos 'in vitro' a partir de células pluripotentes

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

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

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

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

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

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

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

Crean óvulos fertilizables en laboratorio por primera vez

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

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

Ovocito de cerdo rodeado de células granuladas.

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

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

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

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

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

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