Nueva línea de células madre ofrece seguro, fuente fecunda de estudios de modelos de enfermedades y el trasplante

Abril 19, 2016 Admin Salud 0 6
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Los investigadores han creado un nuevo tipo de células madre humanas que pueden convertirse en muchos tipos diferentes de células especializadas, incluyendo funcionamiento de las células beta pancreáticas que producen insulina. Llamado células progenitoras endodérmico (EP), las nuevas células muestran dos ventajas importantes sobre las células madre embrionarias y células madre pluripotentes inducidas: no forman tumores cuando se trasplantan en animales, y pueden formar células beta pancreáticas funcionales en el laboratorio.

Nueva herramienta para el modelado de cómo se desarrollan las enfermedades

"Nuestra línea celular ofrece una nueva y poderosa herramienta para el modelado de cómo se desarrollan muchas enfermedades humanas", dijo el líder del estudio, Paul J. Gadue, PhD, biólogo de células madre en el Centro de Terapéutica Celular y Molecular del hospital Niños de Filadelfia. "Además, las células beta de las células del páncreas generados a partir de EP muestran mejor capacidad funcional en el laboratorio de las células beta derivados de otras poblaciones de células madre".




Además de producir las células beta, los investigadores también dirigidas EP células para convertirse en células hepáticas y células intestinales - ambos de los cuales normalmente se desarrollan a partir de la capa de tejido endodermo temprano en el desarrollo humano.

Gadue y sus colegas publican su estudio 6 de abril en la revista Cell Stem Cell.

Reprogramar células madre humanas en células EP

Los investigadores manipularon dos tipos de células madre humanas - células madre embrionarias (ESC) y células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) - para convertirse en células de PE. Dado que ambas poblaciones de células madre proliferan en gran número y potencialmente generan todo tipo de tejidos, ofrecen una enorme promesa para los científicos para controlar con precisión el crecimiento de células, tanto para el estudio de la biología básica y para los tratamientos basados futuro célula.

CES se derivan de embriones humanos, típicamente embriones no utilizados de los tratamientos de fertilidad que son donados para fines de investigación, mientras que iPSCs se construyen a partir de células somáticas humanas, tales como células de la piel o células de la sangre. Los investigadores han aprendido cómo reprogramar células somáticas para convertirse en pluripotentes. Como CES, iPSCs son capaces de convertirse en muchos otros tipos de células humanas. Sin embargo, cuando los CES o iPSCs indiferenciadas se trasplantan en estudios con animales, forman teratomas, tumores que contienen muchos tipos diferentes de células. Por lo tanto, es esencial que cualquier tipo de célula generada a partir de los CES o iPS y utilizado para el trasplante rigurosamente purificado para excluir células indiferenciadas con potencial de formación de tumor.

En este estudio, los investigadores utilizaron moléculas de señalización llamadas citoquinas dirigen CES e iPS para convertirse en células EP, comprometidos con el desarrollo en endodermo, una de las tres capas de tejido que se encuentran en el desarrollo humano temprano. Las células del PE tienen un potencial casi ilimitado para el crecimiento en el laboratorio.

Beneficios de células EP

Tanto en los cultivos de células y cuando se trasplantan en animales, el grupo de estudio mostró que las células de la PE pueden diferenciarse en tipos de células, lo que representa las que se encuentran en el hígado, el páncreas y los intestinos. Es importante destacar que las células no diferenciadas no formaban teratomas equipo de trasplante estudios del PE.

En cultivo celular, los investigadores diferencian las células de la EP en las células beta - células que expresan insulina similares a las que se encuentran en el páncreas. Estas células beta ingeniería pasaron una prueba importante - cuando son estimuladas por la glucosa, que fueron capaces de liberar insulina, una función que se deteriora o ausente en pacientes con diabetes. Mientras que las células alcanzaron sólo el 20 por ciento de la función normal, este resultado es una mejora con respecto a la observada en células similares derivados directamente de la CES o iPSCs, que normalmente responden muy poco o nada de glucosa.

Futuras líneas de investigación

Gadue destacó que estos prometedores resultados iniciales son sólo los primeros pasos en la búsqueda de células de la EP. Más trabajo puede centrarse en tomar células de pacientes individuales con formas genéticas de la diabetes o enfermedad del hígado para derivar líneas de células EP. Las líneas celulares EP se pueden utilizar para modelar el desarrollo y progresión de la enfermedad del paciente y para descubrir nuevos tratamientos para esta enfermedad particular.

Por último, incluso si la aplicación de esta ciencia a la terapia celular está a años de uso clínico práctico, las células de la PE pueden ofrecer un poderoso punto de partida para el desarrollo de tratamientos para el reemplazo de tejidos, tales como el suministro de células beta para pacientes diabéticos o hepatocitos (células del hígado) para los pacientes con enfermedad hepática. "Aunque se necesita más trabajo para caracterizar las células del PE, puede ofrecer una fuente potencial de células seguras, abundantes para los tratamientos para la diabetes en el futuro", dijo Gadue.

El apoyo financiero para este estudio provino de los Institutos Nacionales de Salud. Los co-autores con Gadue incluidos Deborah L. Francés, PhD, Xin Cheng, PhD, y Mitchell J. Weiss, MD, PhD, del Hospital Todos los niños en Filadelfia; Darrell Kotton, MD, de la Escuela de Medicina de la Universidad de Boston; y la Oración del M. Cristina, PhD, del Centro de Medicina Regenerativa McEwen, Toronto, Canadá.

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