Las células madre del paciente se utiliza para hacer 'la enfermedad cardíaca-on-a-chip'

Mayo 1, 2016 Admin Salud 0 8
FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc

El trabajo, publicado en la revista Nature Medicine, es el resultado de un esfuerzo de colaboración que reúne a científicos de Células Madre de Harvard, el Instituto Wyss de Ingeniería Inspirada Biológicamente, el Hospital de Niños de Boston, la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard y la Escuela de Medicina de Harvard. Combina la "órganos-on-chip 'experiencia de Kevin Kit Parker, PhD, y las células y los conocimientos clínicos de William Pu, MD madre.

El uso de su enfoque interdisciplinario, los investigadores modelaron síndrome de Barth enfermedad cardiovascular, una rara enfermedad cardíaca ligada al cromosoma X causado por una mutación de un solo gen llamado tafazzin o TAZ. El trastorno, que es actualmente incurable, aparece principalmente en niños, y se asocia con una serie de síntomas que afectan a la función del corazón y músculo esquelético.




Los investigadores tomaron células de la piel a partir de dos pacientes con síndrome de Barth, y manipular las células para convertirse en células madre que llevan mutaciones TAZ de estos pacientes. En lugar de utilizar células madre para generar células cardíacas individuales en un plato, las células fueron cultivadas en el chip recubierto con proteínas de la matriz extracelular humanos que imitan su entorno natural, engañar a las células se unan como lo harían si se estaban formando un enfermo del corazón humano. El contrato enferma ingeniería de tejidos muy débilmente, como sería el músculo del corazón se ve en los pacientes síndrome de Barth.

Los investigadores utilizaron el cambio del genoma - una técnica iniciada por el colaborador Harvard George Church, PhD - para cambiar TAZ en las células normales, lo que confirma que esta mutación es suficiente para causar débil contracción de la ingeniería de tejidos. Por otra parte, proporcionando el producto del gen TAZ al tejido enfermo en el laboratorio contráctil corregir el defecto, la creación de la corrección telas primera modelo basado de una enfermedad cardíaca genética.

"No entiendo el significado de la mutación genética de una sola célula, para construir una enorme pieza de órgano y ver cómo funciona o no funciona", dijo Parker, quien pasó más de una década de trabajo en "órganos tecnología de encendido - fichas '. "En el caso de las células cultivadas en los pacientes con síndrome de Barth, vimos contracciones mucho más débiles y montaje de tejidos irregular. Ser capaz de modelar la enfermedad a partir de una sola célula de todo el camino hasta el tejido del corazón, creo que es una gran avanzar ".

Además, los científicos descubrieron que la mutación TAZ funciona de tal manera como para interrumpir la actividad normal de la mitocondria, a menudo llamado célula central por su papel en la toma de energía. Sin embargo, la mutación no parece influir en el suministro mundial de energía de las células. En lo que puede ser una función identificó recientemente a las mitocondrias, los investigadores describen una conexión directa entre la función mitocondrial y la capacidad de una célula del corazón construirse a sí misma de una manera que permite la contracción.

"La mutación TAZ hace que las células Barth síndrome producen cantidades excesivas de especies reactivas del oxígeno o ROS - un subproducto normal del metabolismo celular liberado de la mitocondria - que no había sido reconocida como una parte importante de esta enfermedad", dijo Pu , que atiende a los pacientes con la enfermedad.

"Hemos demostrado que, al menos en el laboratorio, si apaciguar a la excesiva producción de ROS, a continuación, puede restaurar la función contráctil," agregó Pu. "Ahora, si eso se puede lograr en un modelo animal o un paciente es una historia diferente, pero si esto se podría hacer, sería sugerir un nuevo ángulo terapéutica".

Su equipo está ahora tratando de traducir este resultado por la terapia de ROS y la terapia de reemplazo de genes en modelos animales del síndrome de Barth para ver si algo podría potencialmente ayudar a los pacientes humanos. Al mismo tiempo, los científicos están utilizando su 'corazón enfermedad-on-a-chip' humano como plataforma de prueba para medicamentos que están potencialmente en juicio o ya aprobados que podrían ser útiles para tratar el trastorno.

"Tratamos de poner varias agujas de una sola vez y sin duda valió la pena," dijo Parker. "Siento que la tecnología que tenemos de la industria de armamentos y universitarios investigadores con las herramientas que necesitan para ir detrás de esta enfermedad".

Tanto Parker y Pu, quien habló por primera vez de la colaboración en una conferencia en Estocolmo en 2012, atribuyen su asociación y consiliencia científica para el éxito de esta investigación. Parker dijo que la tecnología "órganos en un chip" que ha sido el orgullo de su laboratorio sólo ha trabajado rápido y bien por la alta calidad de las células cardíacas derivadas de pacientes de Pu.

"Cuando llegamos a las células en el chip, Megan, uno de los conjuntos primeros autores, me envió un mensaje" esto funciona '", recordó. "Nosotros pensamos que tendríamos una lucha mucho más difícil."

"Cuando la gente me pregunta lo que podría ser único a Harvard, siempre traigo esta historia", dijo Pu. "El conjunto diverso de las personas y la tecnología de punta disponible a Harvard definitivamente hicieron posible este estudio."

(0)
(0)

Comentarios - 0

Sin comentarios

Añadir un comentario

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Caracteres a la izquierda: 3000
captcha