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State of the Art in Stem Cell Research: Human Embryonic Stem Cells, Induced Pluripotent Stem Cells, and Transdifferentiation.
Volume 2012 (2012), Article ID 317632, 10 pagesdoi:10.1155/2012/317632
Giuseppe Maria de Peppo and Darja Marolt
Abstract
Stem cells divide by asymmetric division and display different degrees of potency, or ability to differentiate into various specialized cell types. Owing to their unique regenerative capacity, stem cells have generated great enthusiasm worldwide and represent an invaluable tool with unprecedented potential for biomedical research and therapeutic applications. Stem cells play a central role in the understanding of molecular mechanisms regulating tissue development and regeneration in normal and pathological conditions and open large possibilities for the discovery of innovative pharmaceuticals to treat the most devastating diseases of our time. Not least, their intrinsic characteristics allow the engineering of functional tissues for replacement therapies that promise to revolutionize the medical practice in the near future. In this paper, the authors present the characteristics of pluripotent stem cells and new developments of transdifferentiation technologies and explore some of the biomedical applications that this emerging technology is expected to empower
Un equipo internacional de científicos anuncia el hallazgo en Yakutia, Rusia
El descubrimiento allanaría el camino para clonar a este animal prehistórico
La noticia ha despertado el interés del controvertido científico Hwang Woo-suk
Científicos rusos han anunciado este martes el hallazgo de células de mamut en buen estado en la república siberiana de Yakutia, lo que podría allanar el camino para la clonación de este animal prehistórico extinguido hace varios miles de años.
“En un lugar único a casi cien metros de profundidad hemos logrado encontrar abundante material para la investigación”, informó Semión Grigoriev, jefe de la expedición paleontológica Yana-2012, citado por las agencias rusas.
Entre los restos encontrados, Grigoriev mencionó “tejidos adiposos y suaves, lana y médula ósea de mamut, que se podrán ver en prestigiosas revistas científicas” informó la Universidad Federal Nororiental (UFN) en un comunicado.
En la expedición participaron además de científicos rusos especialistas de Estados Unidos, Reino Unido, Japón, Canadá, Suecia y Corea del Sur, apunta la nota.
El hallazgo ha despertado el interés del controvertido científico surcoreano Hwang Woo-suk, conocido como ‘doctor clon’, experto en clonación animal de la Fundación de Investigación Biotécnica de Seúl.
Considerado en su momento un pionero en este terreno al clonar un perro en 2005, Hwang fue acusado en 2006 de falsificar pruebas científicas para confirmar sus atrevidas teorías sobre clonación humana.
La clonación es posible
Los expertos consideran que clonar un mamut es posible, ya que las células de ese animal prehistórico pueden encontrarse tanto en su sangre y órganos internos, como en la piel y los huesos.
La clave para la clonación es encontrar tejido y células en buen estado
La clave es encontrar tejido y células en buen estado en un animal que pereció, previsiblemente de frío o de hambre, hace miles de años.
La descodificación del ADN de la momia del paquidermo prehistórico, que es la que lleva la información genética sobre el animal, es una labor ardua que, en muchas ocasiones, concluye en fracaso al no hallarse ninguna célula viva.
En marzo pasado, científicos rusos anunciaron los planes de clonar un ejemplar prehistórico de mamut que estuvo congelado durante 10.000 años en el territorio de Yakutia.
“Queremos llevar a cabo una clonación somática, al insertar el material genético de un mamut que vivió hace miles de años en las células de una elefanta actual”, explicó un portavoz Instituto de Ecología Aplicada (IEA) de Siberia a la agencia oficial RIA-Nóvosti.
Células trasvasadas al útero de una elefanta
La fuente precisó que “las células madre serán trasvasadas al útero de una elefanta que gestará el feto durante 22 meses con el fin de que nazca, esperamos, una cría de mamut viva”.
En concreto, las células del mamut en cuestión se insertarían en embriones de un elefante procedente de la India, al tratarse de su pariente genético más cercano.
El elefante indio es el pariente genético más cercano del mamut
Los mamuts aparecieron en África hace 3 o 4 millones de años, dos millones de años atrás emigraron hacia Europa y Asia y llegaron a América del Norte hace 500.000 años, pasando por el estrecho de Béring.
Para la ciencia sigue siendo una incógnita la causa de su desaparición, que se inició hace unos 11.000 años, cuando la población de estos animales empezó a descender hasta la total extinción de los últimos ejemplares siberianos hace 3.600 años.
La mayoría de los especialistas estiman que los mamuts se extinguieron debido a un brusco cambio de las temperaturas en la Tierra, aunque hay también quien lo atribuye al acoso de los cazadores o a una gran epidemia.
La terapia celular basada en el empleo de células madre embrionarias humanas ha logrado restaurar la función auditiva en roedores sordos. Un grupo de investigadores de la Universidad de Sheffield (Reino Unido) así lo demuestra en un estudio en Nature.
La pérdida de sensibilidad en las células ciliadas óticas y en las neuronas auditivas a las que se asocian conduce a la sordera. El grupo de Marcelo Rivolta, del Centro de Biología de las Células Madre en la Universidad de Sheffield (Reino Unido), ha desarrollado una estrategia para poder reparar estas células.
Según se expone en un trabajo en esta revista, estos científicos han desarrollado la primera generación de células progenitoras de neuronas óticas a partir de células madre embrionarias humanas. Además, demostraron que las células obtenidas podían diferenciarse en neuronas funcionales que reparaban con éxito la respuesta auditiva. Esos resultados podrían preparar el diseño en un futuro cercano de una terapia celular eficaz para ciertas formas de sordera.
Los investigadores han diferenciado células madre embrionarias humanas en células progenitoras óticas. Estas últimas pueden a su vez convertirse en otros tipos celulares como células ciliadas y neuronas auditivas. Las células progenitoras óticas obtenidas se trasplantaron en el oído interno de jerbos sordos y consiguieron restaurar la función auditiva en los animales.
Los implantes cocleares suponen una solución parcial para la pérdida de células ciliadas, pero aún no hay tratamiento para salvar la desconexión de las neuronas auditivas. Con este trabajo, Rivolta apoya una estrategia basada en terapia celular como solución, combinable con los implantes cocleares, para un importante grupo de pacientes sordos.
Rivolta dirige el laboratorio, en la Universidad de Sheffield, que identificó y aisló por primera vez una población de células madre cocleares humanas (hFASC) a partir de cócleas fetales. El científico demostró entonces que estas células madre cultivadas en el laboratorio podían diferenciarse en células ciliadas sensitivas y en neuronas auditivas. En un reciente simposio científico en Madrid, Marcelo Rivolta expuso el estado de las investigaciones que hoy aparecen en Nature y auguró que los ensayos clínicos con células madre podrían comenzar dentro de esta década.
septiembre 12/2012 (Diario Médico)
Wei Chen, Nopporn Jongkamonwiwat, Leila Abbas, Sarah Jacob Eshtan, Stuart L. Johnson, et. al. Restoration of auditory evoked responses by human ES-cell-derived otic progenitors. Nature, publicado septiembre 12/2012. Doi:10.1038/nature11415.
Con la ayuda de herramientas genéticas, investigadores han identificado subconjuntos de células que parecen impulsar el crecimiento de tumores en ratones. Los hallazgos, provenientes de tres estudios independientes, ofrecen factores adicionales que sustentan la hipótesis de la existencia de células madre del cáncer, es decir, la idea de que algunos tumores contienen células que se autorenuevan y dan origen a todo tipo de células tumorales. Dos de los estudios aparecieron el 1 de agosto en Nature mientras que el tercero fue publicado el mismo día en Science.
Cada grupo de investigadores utilizó las herramientas genéticas para “etiquetar” las células tumorales y rastrear su ascendencia en un ratón modelo diferente. Los resultados de cada uno de los estudios parecen indicar que al menos algunos tumores contienen ciertas poblaciones de células que impulsan el crecimiento y la supervivencia del tumor. Éstas serían las células madre cancerosas, también conocidas como células iniciadoras del tumor.
“Los tres estudios ofrecen nuevos e interesantes elementos que sustentan la hipótesis de la existencia de las células madre cancerosas”, dijo el doctor Max Wicha, director del Centro Oncológico Integral de la Universidad de Michigan e investigador de las células madre cancerosas, quien no participó en ninguno de los tres estudios. “Se trata de estudios que plantean retos técnicos y están muy bien hechos”.
Resistencia a la quimioterapia
Los autores de uno de los informes publicados en Nature identificaron una población de células de tumores cerebrales que permitían que los tumores cerebrales reaparecieran después del tratamiento con el fármaco temozolomida. Al principio, el fármaco agotó la proliferación de las células cancerosas, lo cual desaceleró el crecimiento tumoral, pero no afectó una población de células menos activas, es decir, las células madre cancerosas. Como consecuencia de ello, los tumores reaparecieron.
“Nosotros creemos que ésta es una demostración clara y rigurosa de que la hipótesis de la existencia de las células madre cancerosas está viva y es válida en al menos un tumor sólido”, dijo el investigador principal, doctor Luis F. Parada del Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas en Dallas. “El tiempo dirá con qué frecuencia este mecanismo tumoral podrá explicar la existencia de otros tumores sólidos”.
El segundo estudio publicado en Nature identificó poblaciones distintas de células cancerosas en un ratón modelo utilizado para investigar la aparición de los tumores de la piel. En concordancia con la hipótesis de la existencia de células madre cancerosas, una población relativamente pequeña de células de tumores duraderos dio finalmente origen, durante el crecimiento del tumor, a células hijas, las cuales formaban una parte substancial del tumor.
“El nuevo método de rastrear el destino de las células tumorales in situ ha demostrado la existencia de células madre cancerosas que alimentan el crecimiento de los tumores in vivo”, dijo en un correo electrónico el investigador principal, doctor Cedric Blanpain de la Universidad Libre de Bruselas.
El tercer estudio, publicado en Science, encontró indicios de células madre cancerosas en lesiones intestinales precancerosas en ratones. Aun cuando los tres estudios apuntan a la existencia de células madre cancerosas, aún no se conocen las implicaciones de los hallazgos en ratones en los tumores en seres humanos.
Avances en este campo
Descubiertas por primera vez en la leucemia, se han reportado células madre cancerosas en tumores sólidos tales como cáncer de cerebro, mama y colon. Los indicios de la existencia de estas células provienen en primer lugar de experimentos en los cuales solamente una pequeña proporción de células tumorales humanas pudieron proliferar extensamente y formar nuevos tumores cuando las células fueron trasplantadas a ratones.
Pero hay otros factores, además de las células madre cancerosas, que podrían explicar la formación de nuevos tumores a partir del trasplante de ciertas células, argumentaron los investigadores. La formación o no de tumores en ratones podría depender de la manera como se hizo el trasplante y el tipo de ratón modelo utilizado en el experimento.
Hay que tomar en cuenta demasiadas variables para poder sacar conclusiones definitivas acerca de las células madre cancerosas a partir de estos experimentos con trasplantes, señaló el doctor Parada. El surgimiento de herramientas genéticas para codificar las células tumorales ofreció la oportunidad de estudiar posibles células madre en sus ambientes naturales.
“En los nuevos estudios se abandona la idea de que se ven las células madre cancerosas solamente si uno altera el tumor humano y se lo trasplanta a un animal”, dijo el doctor Wicha. “Estos dos nuevos hallazgos permitirán avances en este campo”.
Los resultados también parecen indicar que las mismas vías utilizadas en la generación de tejidos normales podrían ser activas en la formación de tumores. “La jerarquía celular encontrada en la evolución inicial del tumor es una corrupción de la jerarquía celular encontrada en tejidos normales”, afirmó el doctor Blanpain.
Implicaciones clínicas
El concepto de la existencia de células madre cancerosas tiene posibles implicaciones en los tratamientos. Si estas células existen en los tumores humanos, tendrían que ser erradicadas a fin de lograr la supervivencia a largo plazo. A juzgar por los nuevos estudios, para “curar un cáncer es necesario poder identificar las células madre cancerosas y actuar sobre ellas”, dijo el doctor Parada.
Ya hay varias docenas de estudios clínicos que están analizando los métodos para actuar sobre las células con propiedades similares a las de las células madre en los pacientes, según el doctor Wicha. Sin embargo, incluso con los nuevos hallazgos, es probable que persista la controversia en relación con las células madre cancerosas. Sin embargo, como dijo el doctor Wicha, esto no es necesariamente un problema.
“La controversia es saludable y las preguntas acerca de las células madre cancerosas son buenas para la ciencia y, añadió, “siempre habrá controversias en esta área”.
El estudio dirigido por el doctor Parada fue auspiciado en parte por los Institutos Nacionales de la Salud (R01 CA131313).
—Edward R. Winstead
