Los investigadores consideran que este hallazgo tendrá consecuencias de largo alcance en los análisis genéticos, que actualmente utilizan sólo las muestras de sangre
ep / madrid
Un nuevo estudio de las células madre derivadas de la piel ha descubierto que las variaciones genéticas son comunes en los tejidos del cuerpo, un hallazgo con implicaciones profundas para la investigación genética, según investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Yale (Estados Unidos).
La investigación, publicada en la edición de este domingo de «Nature», termina con la creencia de que las variaciones sólo ocurrían en casos de enfermedades, como el cáncer.
«Encontramos que los seres humanos están compuestos por un mosaico de células con genomas diferentes —afirmó el autor principal, Flora Vaccarino, del Yale Child Study Center—. Vimos que el 30 por ciento de las células de la piel tenían variaciones de número de copias (CNV), que son segmentos de ADN que se eliminan o se duplican».
Así, señaló que este «mosaico visto en la piel también se puede encontrar en la sangre, el cerebro y otras partes del cuerpo». La creencia desde hace mucho tiempo ha sido que las células tienen la misma secuencia de ADN y este modelo gobierna las funciones del cuerpo.
Algunos científicos han planteado la hipótesis de que durante el desarrollo, cuando se copia el ADN de la madre a las células hijas, podría haber deleciones, duplicaciones y cambios en la secuencia del ADN, y un grupo completo de genes podrían estar afectados, premisa ha sido muy difícil de probar, pero que los científicos han hecho en este nuevo estudio.
El equipo utilizó la secuenciación del genoma completo para estudiar células madre pluripotentes inducidas (iPS), que son las células madre desarrolladas a partir de una célula madura diferenciada. El equipo hizo crecer las células tomadas de la parte interior de los brazos de dos familias y pasó dos años caracterizando estas líneas de células iPS y compararándolas con las de la piel original.
Vaccarino considera que estas líneas iPS podrían actuar como una lupa para ver el mosaico de diferencias genómicas en las células del cuerpo. «En la piel, este mosaico es extenso y por lo menos 30 por ciento de las células de la piel albergan una supresión diferente o la duplicación de ADN », dijo Vaccarino, para quien esta observación tiene consecuencias de largo alcance en los análisis genéticos, que actualmente utilizan sólo las muestras de sangre.
Las células madre que forman la sangre viven cómodamente en la médula ósea, rodeadas por un séquito de células de apoyo que favorecen sus necesidades y dirigen su desarrollo – estas son las células mesenquimales. Pero el equipo de investigación, que incluyó al becario postdoctoral Dr. Aya Ludin, al profesor Steffen Jung del Departamento de Inmunología y su grupo, y Ziv Porat de la Unidad de Servicios Biológicos, descubrió otro tipo de célula de apoyo para las células madre. Se trata de una rama de la familia de los macrófagos, literalmente los “grandes comilones” del sistema inmunológico que son importantes, por ejemplo, para la eliminación de bacterias. Sin embargo, el equipo encontró que una rara sub-población de los macrófagos de médula ósea tiene otro papel que desempeñar. Cada uno de estos raros macrófagos puede tomar una célula madre bajo su protección y evitar su diferenciación.
Después de una investigación más profunda, los investigadores revelaron con todo detalle, cómo estos macrófagos protegen las células madre. Ellos segregan unas sustancias llamadas prostaglandinas, que son absorbidas por las células madre. Mediante una cadena de eventos bioquímicos, estas sustancias retrasar la diferenciación y preservar el estado juvenil de las células madre. Además, las prostaglandinas actúan sobre las células mesenquimales vecinas, activando en ellas la secreción de una sustancia enlentecedora y aumentando en las células madre la producción de receptores para esta sustancia Esta actividad, dice Lapidot, puede ayudar a las células madre que no se dividen a sobrevivir a la quimioterapia – un fenómeno conocido. Los macrófagos también sobreviven al tratamiento, y ellos responden aumentando su producción de prostaglandinas, lo que incrementa su vigilancia para la protección de las células madre.
Los macrófagos Guardaespaldas también aumentar su actividad en tiempos de infección. Mientras que otros miembros de la familia de macrófagos son reclutados para combatir a los patógenos, sus primos en la médula ósea son persistentes en su trabajo y de esta forma pueden asegurar que un grupo de células madre resistan la tentación de diferenciarse.
En un trabajo previo en el laboratorio de Lapidot, se descubrió que los tratamientos con prostaglandina pueden mejorar la cantidad y calidad de células madre. Este resultado está siendo probado actualmente por los médicos en ensayos clínicos de trasplante de células madre de la sangre del cordón umbilical para el tratamiento de pacientes adultos con leucemia. Estos ensayos están evidenciando que el tratamiento previo con prostaglandinas mejora la migración y el potencial de la repoblación, permitiendo a las pequeñas cantidades de células madre del cordón umbilical curar mejor a los pacientes. “El presente estudio sugiere la posibilidad de incrementar aún más el apoyo a las células madre de médula ósea mediante la exploración de esta fascinante conexión entre las células inmunes y las células madre”, dijo Lapidot. “La comprensión de los mecanismos que actúan en estas células podría mejorar el éxito de los trasplantes de células madre, especialmente de las de la sangre umbilical”.
LOS ANGELES (AP) — Un grupo de investigadores anunció el logro de un avance crucial en la utilización de células madres para sanar corazones dañados por infartos.
En un estudio se mostró que las células madre donadas por cualquier persona son tan seguras y efectivas como las de los mismos pacientes para la restitución del tejido cardiaco.
La investigación abarcó sólo a 30 pacientes en Miami y Baltimore pero demostró la tesis de que las células de cualquier individuo pueden ser utilizadas para atender este tipo de casos.
Los médicos manifestaron su entusiasmo por la investigación ante la posibilidad del almacenamiento de las células madre en bancos, como ocurre hoy con la sangre ahora, para su posterior utilización en pacientes que hayan sufrido infartos.
Los resultados de la investigación fueron examinados el lunes durante la conferencia de la Asociación del Corazón de Estados Unidos en California y fueron difundidos en la publicación Journal of the American Medical Association.
Durante el estudio se utilizó un tipo específico de células madre extraídas de la médula y que los investigadores consideraron que no serían rechazadas por los receptores.
A diferencia de otras células, estas carecen de una característica crucial en su superficie que hace que el sistema inmunológico no las detecte como tejidos extraños y las ataque, explicó el jefe del estudio, el doctor Joshua Hare, de la Universidad de Miami.
Los pacientes incluidos en el estudio habían sufrido hace muchos años ataques cardiacos, algunos incluso hace 30 años.
Todos habían desarrollado un problema cardiaco porque el tejido cicatrizado tras el infarto había debilitado demasiado sus corazones, los cuales presentaban agrandamiento y flacidez, y habían perdido capacidad para bombear sangre con eficacia.
Los investigadores habían puesto un aviso para que personas suministraran la médula, la cual es retirada mediante una jeringa cuya aguja penetra el hueso de la cadera.
Las células fueron retiradas de la médula y replicadas durante un mes en un laboratorio en la Universidad Johns Hopkins de Baltimore; después fueron devueltas a Miami para utilizarlas en el tratamiento, el cual no implicó cirugía.
Las células fueron aplicadas mediante un tubo insertado en una arteria en una ingle y que es llevado hasta el corazón, cerca de la zona del tejido cicatrizado. Quince pacientes recibieron células madre de su propia médula y 15, de otras personas.
Casi un año después, el tejido cicatrizado se había reducido casi un tercio. Los pacientes de ambos grupos mostraron mejoría en cuanto a la distancia que podían caminar y en su calidad de vida.
No hubo diferencia importante en la medición de la eficacia del bombeo de sangre de los corazones de los pacientes que recibieron las células madre.
Sin embargo, los médicos expresaron confianza en que los pacientes continúen mejorando conforme pase el tiempo o que se logren mejores resultados a medida que se perfeccione el tratamiento.
EEM
Posted On: October 31, 2012 – 4:32pm
Boston, Mass.—Researchers at Boston Children’s Hospital have found that microscopic particles containing proteins and nucleic acids called exosomes could potentially protect the fragile lungs of premature babies from serious lung diseases and chronic lung injury caused by inflammation.
The findings explain earlier research suggesting that while transplanting a kind of stem cell called mesenchymal stem cells (MSCs) could help reduce lung injury and prevent inflammation in a mouse model, the fluid in which the cells were grown was more effective than the cells themselves.
The research team—led by Stella Kourembanas, MD, and S. Alex Mitsialis, PhD, and spearheaded by led by Changjin Lee, PhD, all of the Division of Newborn Medicine at Boston Children’s—published their findings online on October 31 in the journal Circulation. Ver más…
Problema en los más jóvenes
Algunos fármacos para el cáncer actúan destruyendo las células que se dividen muy deprisa y, como no es posible diferenciar entre las cancerígenas y otras, estos tratamientos se pueden llevar por delante aquellas encargadas de la «fabricación» del esperma, con lo cual dejan al paciente infértil. Según explica Kyle Orwig, del departamento de Obstetricia, Ginecología y Medicina Reproductiva de la Pitt School of Medicine y del Instituto Magee-Womens, «los hombres pueden almacenar esperma antes de someterse a un tratamiento contra el cáncer si esperan tener hijos biológicos en el futuro, pero los chicos jovenes que aún no han llegado a la pubertad no cuentan con esa opción, ya que no pueden aportar muestras de semen, y están muy lejos aún de pensar en tener niños».
Sin embargo, incluso estos jóvenes impúberes tienen lo que se denomina «células madre espermatogoniales» en su tejido testicular, preparado para empezar a producir esperma durante la pubertad. El doctor Owig y su equipo, para comprobar si era posible recuperar la fertilidad utilizando estas células, practicaron biopsias en testítuculos de macacos adultos y en otros que no habían alcanzado la pubertad y congelaron las células de las pequeñas muestras obtenidas. A continuación, les sometieron a tratamientos con quimioterapia de los que se sabe que anulan la fertilidad. Ver más…
“En China, la hepatitis B (VHB) representa la mayor proporción de casos de insuficiencia hepática. Mientras que el trasplante de hígado es considerado el tratamiento estándar, tiene varias desventajas, incluyendo un número limitado de donantes, las largas listas de espera, el alto costo y múltiples complicaciones. Nuestro estudio muestra que las transfusiones de células madre mesenquimales (MSC) podrían ser una buena y segura alternativa, dijo Fu-Sheng Wang, Ph.D., MD, autor principal del estudio y director del Centro de Investigación en Terapia Biológica (RCBT) en Beijing.
Wang junto con su colega del RCBT, y los Dres. Ming Shi y Zheng Zhang del Centro de Investigación en Terapia Biológica y del Instituto de Hepatología traslacional dirigió el grupo de médicos-científicos de estos centros y del Hospital 302 de Beijing que realizó el estudio. Ver más…
Los investigadores han logrado que casi la mitad de esos óvulos fertilizados se desarrolle bien hasta que se generan los blastocitos -producidos a partir de las primeras 24 horas después de la fecundación y que suponen la fase adecuada para implantar en una mujer-, aunque el resto mostró defectos cromosómicos.
Han demostrado que el ADN mutado de la mitocondria puede ser reemplazado por copias sanas en células humanas”Con este proceso hemos demostrado que el ADN mutado de la mitocondria puede ser reemplazado por copias sanas en células humanas”, explica Shoukhrat Mitalipov, autor principal del trabajo. “Mientras que las células humanas en nuestro estudio solo se les permite desarrollarse hasta la etapa de células madre embrionarias, este método podría ser una alternativa para la prevención de enfermedades que pasan de la madre al niño”. Aunque son necesarios más estudios antes de que la técnica pueda ser utilizada terapéuticamente, para los autores la investigación representa la prueba de que puede ser posible.
Este nuevo trabajo se inició en un estudio anterior realizado en primates no humanos que demostró que el método era posible utilizando óvulos congelados. Las mitocondrias fueron reemplazadas en un óvulo de mono previamente congelado, lo que dio lugar al nacimiento de un bebé de mono sano llamado Chrysta.
De una generación a la siguiente
Cuando existen ciertas mutaciones en el ADN mitocondrial, un bebé puede nacer con diabetes, sordera, trastornos oculares, trastornos gastrointestinales, enfermedades del corazón, demencia y varias otras enfermedades neurológicas. “Debido a que las enfermedades genéticas basadas en la mitocondria se transmiten de una generación a la siguiente, el riesgo de la enfermedad es a menudo bastante claro. El objetivo de esta investigación es desarrollar una terapia para prevenir la transmisión de estas mutaciones genéticas que causan dichas enfermedades”, concluye Mitalipov.
Científicos del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMRB), dirigidos por Juan Carlos Izpisúa, han identificado la degeneración del núcleo de las
células madre neuronales es clave en la pérdida de neuronas en la enfermedad de párkinson. La investigación, realizada en colaboración con otros grupos internacionales, podría abir la puerta a nuevas formas de diagnosticar y tratar esta enfermedad neurodegenerativa. Los detalles de este trabajo se publican en la revista «Nature».
En la investigación se ha recurrido a la técnica de reprogramación celular, la
estrategia por la que el japonés Shinya Yamanaka ha merecido este año el Premio
Nobel de Medicina. Con esta técnica a partir de una célula adulta (de la piel,
sangre…) se puede conseguir cualquier tipo celular y también el modelo más
fiel para investigar una enfermedad.
Utilizando el mismo «truco», los investigadores del CMRB reprogramaron células
de la piel de pacientes con unpárkinson provocado por una nutación específica.
Esta alteración genética es responsable de casos familiares y esporádicos de la
enfermedad. En el laboratorio, comprobaron cómo esa mutación altera la
morfología de la membrana que rodea el núcleo de las células madre neuronales.
Este daño en la arquitectura nuclear conduce a la destrucción de estas células,
así como a su capacidad para generar nuevas neuronas funcionales, incluyendo las
células
responsables de producir dopamina.
Depresión y disfunciones motoras
Los investigadores contrastaron los resultados hallados en el laboratorio con
muestras de cerebro post-mortem de pacientes con enfermedad de Parkinson y
encontraron que éstos presentaban la misma alteración en la membrana nuclear.
«Este descubrimiento ayuda a explicar por qué la enfermedad de párkinson, que
tradicionalmente se ha asociado con la pérdida de neuronas que producen dopamina
y alteraciones motoras, podría presentar además de disfunciones motoras y otros
síntomas conocidos como la depresión y la ansiedad», señala Juan Carlos Izpisúa,
director del CMRB. «Nuestro trabajo identifica la degeneración del núcleo como
un factor previamente desconocido en la enfermedad». Aunque los investigadores
dicen que aún no saben si estas alteraciones en la membrana nuclear de células
madre neurales causan la enfermedad de párkinson o son una consecuencia de ella,
indican que este descubrimiento podría ofrecer pistas sobre la posibilidad de
generar nuevos enfoques terapéuticos.
Por ejemplo, durante el estudio llevado a cabo por Izpisúa, se han utilizado
tecnologías para corregir la mutación en las células madre neurales de los
pacientes. Esta corrección genética repara el daño de la envoltura nuclear, y
mejora la supervivencia y funcionamiento de las células madre neurales.
Trasplantes celulares
De la misma manera, estos estudios han demostrado que es posible reparar
químicamente el daño de la envoltura nuclear de las células madre neurales,
corroborando los resultados observados con la corrección genética. Este hallazgo
abre la puerta para el tratamiento farmacológico y también a un tratamiento de
terapia celular, es decir al trasplante de células madre neuronales que
compensen el déficit de dopamina del párkinson. «Nuestro trabajo proporciona una
plataforma excepcional para el desarrollo de ensayos similares con células de
pacientes una vez corregidas», señala Izpisúa.
