Stem Cells in Skin Regeneration
Mariana Teixeira Cerqueira,1,2 Alexandra Pinto Marques,1,2 and Rui Luı´s Reis1,2
Tissue-engineered skin has a long history of clinical applications, yet current treatments are not capable of
completely regenerating normal, uninjured skin. Nonetheless, the field has experienced a tremendous development in the past 10 years, encountering the summit of tissue engineering (TE) and the arising of stem cell research. Since then, unique features of these cells such as self-renewal capacity, multi-lineage differentiation potential, and wound healing properties have been highlighted. However, a realistic perspective of their outcome in skin regenerative medicine applications is still absent. This review intends to discuss the directions that adult and embryonic stem cells (ESCs) can take, strengthening the skin regeneration field. Distinctively, a critical
overview of stem cells’ differentiation potential onto skin main lineages, along with a highlight of their participation in wound healing mechanisms, is herein provided. We aim to compile and review significant work to allow a better understanding of the best skin TE approaches, enabling the embodiment of the materialization of a new era in skin regeneration to come, with a conscious overview of the current limitations.
A partir de la combinación de células madre y de virus diseñados para atacar determinados cánceres, un grupo de investigadores de la Fundación Instituto Leloir (FIL) logró detener el crecimiento de algunos tumores humanos, inoculados en ratones de laboratorio. “Hace cuatro años que venimos haciendo combinaciones para introducir los virus oncololíticos que diseñamos en el tumor. Ahora encontramos el vehículo: las células madre de médula ósea”, comentó ayer a este diario Osvaldo Podhajcer, jefe del laboratorio de Terapia Molecular y Celular de la FIL. Se investigaron cánceres de ovarios, colon, páncreas y melanoma (piel) y el próximo paso serán las pruebas en animales superiores, como cerdos o monos, para estudiar los efectos colaterales de las toxinas de los virus oncololíticos.
Según explicó Podhajcer, quien publicó sus conclusiones en la revista científica Stem cells and development, desde hace varios años en la Argentina se viene estudiando la técnica de virusterapia y ya se patentaron varios de estos virus, pero no se lograba que detuvieran o eliminaran los cánceres investigados. Es que además de su heterogeneidad, las células de los tumores malignos están embebidas en estroma, un tejido que actuaba como barrera cuando los investigadores intentaban que el virus entrara en el tumor. Las células madre de médula ósea, por otra parte, ya demostraron su eficacia para tapizar y cerrar heridas externas debido a sus proteínas.
“Las células madre también tienen la capacidad de llegar a tejidos activos que se remodelan, como los tumores. Y al mismo tiempo los tumores que investigamos reclutan células madre de la médula ósea, pero todavía no tenemos en claro para qué, es una capacidad natural. Lo importante es que estas células nos sirven de vehículo”, explicó este investigador del Conicet. Junto a su equipo, logró preincubar el virus en las células madre e infectarlas. Luego, al inyectarlo al ratón, notaron, gracias a un reactivo que vuelve fluorescente la célula, que ésta se movía hacia el tumor.
El virus diseñado genéticamente se “cargó” en las células madre, donadas por pacientes del Hospital Naval en el barrio porteño de Caballito, durante cuatro horas. Después se abrió una ventana de tiempo de un día hasta que el virus comenzó a matar a la célula que lo contenía. Antes, se alojó en el tumor, que en este caso fue de piel. “Cuando logró traspasar el estroma, una vez dentro del tumor y pasadas las 24 horas, el virus largó las toxinas que contenía y atacó. En la mitad de los casos logramos detener el tumor, lo que podría abrir la puerta en un futuro a tratamientos crónicos. En la otra mitad eliminó el tumor”, aseguró.
Los ensayos fueron hechos sobre “ratones desnudos”, como se conoce a los roedores pelados que son criados para estos experimentos, debido a una mutación que impide que rechacen células humanas. “Esto nos permitió ver cómo actúa el virus, que es un medicamento genético de avanzada. Antes no lográbamos que llegara hasta el tumor”, comentó Podhajcer. Los virus oncololíticos vienen siendo probados y patentados en varios países, agregó, y fueron probados en España, donde a partir de células madre neuronales se aplicaron en cinco pacientes con tumores cerebrales: uno de ellos logró la remisión total.
“En el caso que investigamos, el virus invadió otros organismos pero a lo sumo, cuando esto pasa, lo que genera es una gripe. El virus que cargamos, según determinaron en el Instituto Fleni, no contenía toxicidades que pudieran percibirse en el microscopio”, comentó el experto consultado. El equipo de trabajo se completó con Marcela Bolontrade, investigadora del Conicet; Leonardo Sganga y Eduardo Piaggio, de FIL, y también hubo integrantes de la Universidad Austral, del Hospital Naval y el Instituto Fleni. En total, el grupo consta de nueve científicos.
“El problema que venimos teniendo con los tumores es que se pueden hacer resistentes y aparecer en otra parte del cuerpo. Por eso, se debe analizar caso por caso, si en algún momento se lleva esto a la práctica médica”, informó Podhajcer. En los primeros ensayos, los virus diseñados eran potentes para destruir los tumores en un 90 por ciento de los casos, pero una vez inyectados no lograban su cometido, hasta que aparecieron las células madre que provenían de la médula ósea. “En un futuro se podría extraer una muestra de médula del propio paciente”, agregó.
Ahora faltan las pruebas en “animales superiores”, para demostrar la baja toxicidad de los virus. “Después vienen las pruebas en humanos, mientras tanto debemos mejorar la ingeniería genética de los virus y su impacto dentro de los tumores malignos. De esto, ya hay estudios y ensayos clínicos en varios lugares del mundo, pero debemos testear los que diseñamos nosotros”, indicó Podhajcer. La efectividad demostrada en la combinación entre terapia celular y genética abre las puertas a un diseño más específico y dirigido del tratamiento de la enfermedad con biofármacos que tengan menores efectos colaterales adversos.
En la actualidad, no hay más de cinco grupos en el mundo que hayan hecho esta combinación y el grupo del doctor Osvaldo Podhajcer es el primero que describe el potencial vehicular de las células madre de médula ósea con mayor capacidad de llegada al tumor de piel
SEVILLA, 21 May. (EUROPA PRESS) –
Investigadores de las universidades de Jaén y Granada pertenecientes al grupo de investigación ‘Terapias avanzadas: diferenciación, regeneración y cáncer’ están trabajando en la puesta a punto de una impresora previamente manipulada a la que se introduce en lugar de tinta células madre diferenciadas a condrocitos (células de cartílago) para crear moldes en 3D, según ha informado este lunes en una nota la Fundación Descubre.
Expertos internacionales han aplicado ya este método en la reconstrucción de órganos como la vejiga o piel con resultados positivos.
Los investigadores andaluces, coordinados por el profesor Juan Antonio Marchal de la Universidad de Granada a través del proyecto de excelencia BIOMER CONDROSTEM 3D, lo trasladan al cartílago, que cubre los extremos de los huesos en una articulación para facilitar el movimiento articular, al permitir que los huesos se deslicen por encima de los otros.
Sin embargo, al contrario que los huesos y órganos, con capacidad de autorregeneración, en tejidos de cartílago no ocurre lo mismo, ya que no cuentan con el soporte de los vasos sanguíneos, ni de los nervios. Asimismo, la densidad de su estructura impide a sus propias células, denominadas condrocitos, establecerse para repararlo.
Por ello, los expertos andaluces utilizan mallas en 3D que sirven de soporte para que las células vayan construyendo su estructura y, una vez esté conformado el nuevo cartílago, se degradan. Este avance, publicado en la revista Internacional Journal of Molecular Sciences, se complementa ahora con la técnica del bioprinting.
El proceso utiliza una impresora de chorro de tinta, previamente manipulada, a la que se introduce el patrón de la forma de la estructura que se quiere obtener. En lugar de tinta, en uno de los cartuchos, los expertos añaden células madre y en otro el material biodegradable con el que se construirá la malla.
“Por ejemplo, pensemos en una herida en la rodilla donde se ha producido una abrasión del cartílago con una forma cóncava. Con una radiografía, se obtiene la forma curva de la herida. Luego, se introduce la imagen dentro de la impresora y ésta va imprimiendo un molde juntando las células con un material biodegradable”, ha explicado la colaboradora del proyecto Macarena Perán, profesora de la Universidad de Jaén. De esta forma, agrega, “obtenemos una estructura 3D con la misma forma de la herida que se quiere rellenar con ella”,
CONSTRUYENDO ‘ANDAMIOS’ PARA CÉLULAS
Para regenerar un tejido son necesarias las células que lo conforman, pero éstas no se pueden distribuir con un orden aleatorio, se disponen con una determinada forma, que no es plana, sino en 3D. Los investigadores consiguen ambos elementos: las células y la estructura.
Por una parte, cuentan con experiencia en extracción, purificación y diferenciación de células madre mesenquimales hacia células del corazón (cardiomiocitos) y del cartílago (condrocitos). El proceso consiste en seleccionar las células madre procedentes de grasa del propio paciente que previamente han sido cultivadas y multiplicadas en el laboratorio.
Una vez obtienen la “materia prima”, comienza el proceso de diferenciación, es decir, las estrategias para “forzar” a células que, en principio, no forman parte de ningún tejido, a que se conviertan en cartílago.
El siguiente paso consiste en configurar las estructuras de sostén que mimeticen la forma y la función de los tejidos que se van a reproducir, en este caso el cartílago. Estos ‘andamios’ de células se elaboran con una mezcla de materiales naturales y sintéticos como colágeno, gelatina o polímeros cerámicos.
La principal ventaja de estos materiales es que el organismo no los rechaza, es decir, tienen carácter biocompatible, y son biodegradables, lo que supone que, una vez las células se van estructurando conforme a una determinada forma, la malla desaparece.
“Además, los soportes 3D llevan incluidos factores de crecimiento que garantizan que las células se diferencien hacia el tipo celular deseado y que adoptan la forma idónea”, precisa Perán.
Hasta el momento, los resultados de estos ensayos in-vitro han sido positivos. El siguiente paso será comprobar la capacidad de regeneración in-vivo, con las ovejas, un paso más cercano a la aplicación en humanos. “Es un buen animal modelo por su tamaño y la fuerza de que soportan sus articulaciones, como la rodilla, que son parecidas a las nuestras”, adelanta Perán.
Las células madre y la reparación del daño de la glándula salival inducido por la radiación .
Coppes RP, Stokman MA.
Departamento de Biología Celular, la radiación y la Sección de Biología Celular de estrés, el Centro Médico Universitario de Groningen, Universidad de Groningen, Groningen, Países Bajos. r.p.coppes @ med.umcg.nl
resumen
La xerostomía, hiposalivación que subyace tras la radioterapia sigue siendo un problema importante en el tratamiento del cáncer de cabeza y cuello. La terapia con células madre puede proporcionar un medio para reducir la hiposalivación inducida por radiación y mejorar la calidad de vida de los pacientes.
Esta revisión describe la situación actual en la investigación con células madre de la glándula salival con respecto a su potencial para atenuar la disfunción de las glándulas salivales. El conocimiento sobre el desarrollo embrionario, la homeostasis, y la regeneración después de la atrofia de las glándulas salivales ha proporcionado importantes conocimientos sobre la ubicación de la glándula salival, así como sobre los factores que influencia la proliferación y diferenciación.
Este conocimiento ha ayudado a localizar, aislar y caracterizar las poblaciones de células que contienen la célula madre de la glándula salival, aunque todavía no se han identificado exactamente las células madre de este tejido. Se discuten el papel que las células madre / progenitoras desempeñan en la respuesta a la radiación y los factores que pueden influir en la proliferación y diferenciación inducida por estas células madre / progenitoras . Por último, se discuten la movilización y el trasplante de células madre y células de apoyo y su potencial para atenuar los daños inducidos por la radiación en la glándula salival . Sobre la base de los importantes avances alcanzados en el campo de la investigación con células madre, la terapia basada en estas células tiene gran potencial y abre perspectivas para la prevención o el tratamiento de la hiposalivación inducida por radiación.
Articulo completo a través del HINARI
Oral Dis. 2011 Mar;17(2):143-53. doi: 10.1111/j.1601-0825.2010.01723.x. Epub 2010 Aug 27.
Científicos en Israel crearon en el laboratorio nuevo tejido cardíaco a partir de células madre de la piel para reparar daños en el corazón.
Eventualmente, el objetivo de la técnica será tratar a pacientes con insuficiencia cardíaca utilizando sus propias células.
Aunque la reprogramación de células madre se está utilizando cada vez más para tratar diversos trastornos, como los neurodegenerativos, es la primera vez que se logra regenerar tejido cardíaco con células madre de pacientes enfermos.
Tal como afirman los científicos en European Heart Journal (doi: 10.1093/eurheartj/ehs096), la revista de la Sociedad Europea de Cardiología, como las células que se van a regenerar provienen del propio paciente, esto evita que el organismo rechace el tejido trasplantado.
Pero los investigadores del Laboratorio de Investigación Sohnis, el Instituto de Tecnología Technion-Israel y el Centro Médico en Haifa, subrayan que todavía falta superar varios obstáculos y muchas más investigaciones antes de que la técnica está disponible en la clínica.
Reprogramación celular
En años recientes, varios equipos de investigadores han logrado avances importantes en la reprogramación de células madre para crear células sanas y reparar órganos o tejido dañado del paciente.
Por ejemplo, ya se logró convertir células madre de la piel en neuronas funcionales para tratar enfermedades como párkinson, y en músculo cardíaco para reparar daños causados por un infarto.
Pero tal como expresan los científicos en Israel hasta ahora todos los estudios habían utilizado células madre de pacientes jóvenes y sanos para la regeneración de nuevo tejido.
“Lo que es nuevo y estimulante sobre esta investigación es que logramos demostrar que es posible tomar células de la piel de pacientes ancianos con insuficiencia cardíaca avanzada y finalizar con sus propias células cardíacas latentes en un plato de Petri”, afirma el profesor Lior Gepstein, quien dirigió el estudio.
“Y estas células son jóvenes y están sanas, el equivalente a las células cardíacas que el paciente tenía cuando acababa de nacer”, agrega.
Para el estudio los científicos tomaron células madre de la piel de dos hombres con insuficiencia cardíaca y las mezclaron con una combinación de genes y compuestos químicos para reprogramar el nuevo tejido cardíaco.
Cuando estas nuevas células fueron trasplantadas posteriormente a corazones de ratas comenzaron a integrarse con el tejido cardíaco sano.
Los resultados, dicen los investigadores, son “muy prometedores” para la reparación de insuficiencia cardíaca.
Sin embargo, subrayan que uno de los principales obstáculos hasta ahora con la regeneración de células madre es que las nuevas células pueden comenzar a desarrollarse sin control y convertirse en tumores.
Por eso todavía deberán llevarse a cabo muchas más investigaciones antes de que este tratamiento esté disponible para pacientes con insuficiencia cardíaca u otros trastornos del corazón.
“En este estudio hemos demostrado por primera vez que es posible establecer células madre pluripotentes inducidas de pacientes con insuficiencia cardíaca, los cuales representan nuestro objetivo poblacional para futuras estrategias de terapias celulares”, afirma el profesor Gepstein.
“Para utilizar estas células y “convencerlas” de que se conviertan en células de músculo cardíaco capaz de integrarse con el tejido cardíaco del huésped’. agrega.
La insuficiencia cardíaca provoca que el corazón no trabaje adecuadamente y no sea capaz de bombear sangre y oxígeno hacia y desde el organismo.
La enfermedad es causada debido a un infarto, problemas de presión arterial, trastornos de las válvulas cardíacas, consumo excesivo de alcohol o enfermedades congénitas.
El profesor Gepstein y su equipo están ahora llevando a cabo estudios utilizando esta técnica en varios modelos animales para reparar corazones dañados.mayo 23/2012 (Diario Salud)
Nota: Los lectores del dominio *sld.cu acceden al texto completo a través de Hinari.
