Un equipo de científicos ha logrado inhibir una proteína clave que hace que las reservas de células madres latentes se agoten
EFE / Madrid
Día 27/09/2012 – 02.04h reuters
Los resultados de la investigación proporcionan pistas sobre cómo los músculos pierden masa con el paso de los años. El estudio, en el que participaron investigadores del King’s College de Londres, la Universidad de Harvard y el Hospital General de Massachusetts, se centró en las células madre reparadoras que se encuentran en el interior de los músculos para averiguar por qué su capacidad se regeneración disminuye con la edad.
En cada músculo, llámese ligamento, o tendón, existe un depósito latente de células madre listo para activarse durante el ejercicio y reparar cualquier daño. Cuando es necesario, estas células se dividen en cientos de nuevas fibras musculares que reparan el músculo. Al final del proceso de reparación algunas de estas células también reponen la reserva de células madre latentes, a fin de que el músculo mantenga la capacidad de repararse a sí mismo una y otra vez.
Los investigadores llevaron a cabo un estudio en ratones de edad avanzada observando que el número de células madre latentes se reduce con la edad, lo que podría explicar la disminución de la capacidad del músculo para repararse y regenerarse a medida que envejece.
FGF2, la proteína clave
Al analizar los músculos de estos ratones el equipo encontró altos niveles de FGF2, una proteína que tiene la capacidad de estimular a las células a dividirse. Además, el FGF2 también podía despertar la reserva latente de células madre, incluso cuando no era necesario.
Esta activación continua agota las reservas de células madre latentes, así que cuando el músculo las necesita éstas son incapaces de responder adecuadamente. A raíz de este hallazgo, los investigadores trataron de inhibir FGF2 mediante la administración de un fármaco común que fue capaz de frenar esta diminución en los ratones. Albert Basson, coautor y profesor en el Kings College de Londres, señala que el estudio «ha revelado, por primera vez, un proceso que podría ser responsable de la pérdida de masa muscular debida al envejecimiento. Además, el hallazgo abre la posibilidad de que algún día podamos desarrollar tratamientos para hacer que los músculos viejos sean jóvenes de nuevo».
Otro autor del estudio, Andrew Brack, de la Universidad de Harvard, apunta que «de manera análoga a la importancia de la recuperación de los atletas que entrenan para un evento deportivo, ahora sabemos que es esencial que las células madre adultas descansen entre series de gasto muscular». El siguiente paso de los investigadores será analizar el envejecimiento muscular para comprobar si el mismo mecanismo en ratones podría ser responsable del agotamiento de las células madre en fibras musculares humanas.
“La generación de CMPi depende de la regulación de las redes de comunicación dentro de las células”, señala Tariq Rana, director del programa en el Centro de Investigación de Salud Infantil en Sanford-Burnham, y autor principal del estudio. Rana explica que “cuando se inicia la manipulación de los genes que se activan o desactivan en las células para crear células madre pluripotentes, se activan también un gran número de quinasas. Dado que muchas de estas quinasas inhiben la conversión a CMPi, tenía sentido pensar que la adición de inhibidores podría reducir esta barrera”.
Según Tony Hunter, profesor en el Laboratorio de Biología Molecular y Celular en el Instituto Salk de Estudios Biológicos, “la identificación de pequeñas moléculas que mejoren la eficiencia de la generación de CMPi es un importante un paso adelante para utilizar estas células terapéuticamente. Ahora, Rana ha descubierto una clase de inhibidores de la proteína quinasa que anulan las barreras normales para la formación de CMPi eficientes”.
Por ahora, la única opción de tratamiento disponible para muchos pacientes con insuficiencia cardiaca es un trasplante de corazón, por lo que muchos investigadores están buscando una alternativa mejor que implica la introducción de células madre en el músculo del corazón. Por otro lado, los investigadores también están interesados en utilizar células madre en pacientes con la enfermedad de Alzheimer, con el fin de reproducir el mal funcionamiento de las células cerebrales en el laboratorio, que podrían utilizarse para probar fármacos terapéuticos.
Las CMPi pueden ser utilizadas para generar casi cualquier tipo de célula del corazón, el cerebro o los músculos, entre otros, con el fin de probar nuevas terapias o sustituir tejido enfermo o dañado. Sin embargo, el proceso lleva mucho tiempo y no es muy eficiente; por ejemplo, se puede empezar con miles de células de la piel y terminar con sólo unas pocas CMPi.
Zhonghan Li, estudiante en el laboratorio de Rana, se encargó de buscar inhibidores de la quinasa que pudieran acelerar el proceso de generación de CMPi. Los científicos del Centro de Genómica Química Conrad Prebys, en Sanford-Burnham, proporcionaron a Li una colección de más de 240 compuestos químicos inhibidores de quinasas. Li los añadió entonces uno por uno a sus células y observó que varios inhibidores de quinasa produjeron muchas más CMPi que las células no tratadas. Los inhibidores más potentes se dirigieron a tres quinasas en particular: AurkA, P38, y IP3K.
“Hemos descubierto que la manipulación de la actividad de estas quinasas puede aumentar considerablemente la eficiencia de la reprogramación celular”, apunta Rana, quien añade que “también hemos proporcionado nuevos conocimientos sobre los mecanismos moleculares de la reprogramación, y revelado nuevas funciones para estas quinasas”.
Nuevas investigaciones muestran que una población especifica que se encuentra en la sangre del cordón umbilical, tienen la habilidad innata de migrar hacia el intestino y contribuir a la población celular de este, Esto sugiere el potencial de estas células para tratar enfermedades inflamatorias del intestino. A estas células se les atribuye la propiedad de formar nuevos vasos sanguíneos, El trabajo aparece en la revista Hepatology
Up to 1 million Americans have IBD, which is characterized by frequent diarrhea and abdominal pain. IBD actually refers to two conditions – ulcerative colitis and Crohn’s disease – in which the intestines become red and swollen and develop ulcers. With IBD, blood vessels in the intestine leak and contribute to inflammation.
While there is currently no cure for IBD, there are drug therapies aimed at reducing inflammation and preventing the immune response. However, these therapies aren’t always effective. The long-term aim of the research is to develop an injectable cell therapy to induce tissue recovery.
The work, performed while Almeida-Porada was at the University of Nevada, also involved colleagues from Indiana University School of Medicine. The researchers studied a special population of cells, known as endothelial colony-forming cells, found in cord blood, bone marrow and circulating blood. The finding in 1997 that the cells can contribute to blood vessel formation in adults, not just embryos, initiated the notion of using them for therapy. Studies in humans have validated the ability of these cells to improve reduced blood flow to the limbs and to treat heart diseases.
However, there have been few studies to explore the inherent biologic ability of these cells to home to different organs and contribute to tissue-specific cell populations. Evaluating their potential to migrate to the intestine was an obvious choice, said Almeida-Porada, because dysfunctional blood vessels are a hallmark of IBD. Not only are circulating levels of vessel-forming cells reduced in patients with IBD, but a key factor in IBD progression is the development of abnormal or immature blood vessels, which leads to chronic inflammation.
The cells were injected into fetal sheep at 59 to 65 days gestation. About 11 weeks later, intestinal tissue was analyzed to detect the presence of the human cells. The researchers found that the human cells had migrated to the intestine and contributed significantly to the cell population there.
“This study shows that the cells can migrate to and survive in a healthy intestine and have the potential to support vascular health,” said Almeida-Porada. “Our next step will be to determine whether the cells can survive in the ‘war’ environment of an inflamed intestine.”
The researchers also evaluated the ability of the cells to home to the liver. Smaller numbers of cells reached the liver than the intestine, suggesting that new strategies would be needed to enhance the therapeutic potential for this organ.
Journal reference: Hepatology
Tendencias • 23 Septiembre 2012 – 4:45am — Notimex y Reuters
Científicos estiman que 10% de las parejas la padecen; el estrés e intentar embarazos en edades más tardías, algunos de los fatores que la causan.
México • Investigadores de la Reproductive Medicine Associates (RMA por su sigla en inglés) señalan que las células madre pueden ser una alternativa para resolver algunos problemas relacionados con la anaovulación y la azoospermia, que es la incapacidad de las personas para producir las células sexuales para la reproducción, señalaron especialistas en problemas de infertilidad.
Algunas de las opciones actuales son la donación de óvulos y la inseminación artificial, pero las investigaciones con células madre abren el camino para la obtención de gametos de ovocitos y espermatozoides en seres humanos.
En un encuentro realizado ayer en el DF, varios especialistas hablaron sobre los avances en la evaluación del embrión (Embryoscope) para mejores resultados.
La codirectora de la RMA en Nueva York, Martha Luna, indicó que un paso importante ha sido el poder determinar embriones sanos, porque siempre hay riesgo de generar embriones no compatibles con la vida.
Sobre las investigaciones con células madre, la especialista en endocrinología reproductiva e infertilidad mencionó que a partir del uso adecuado de este tipo de células se lograrán curar enfermedades que impiden lograr un embarazo.
A su vez, Antonio Gutiérrez Gutiérrez, director del Instituto de Ciencias en Reproducción Humana, en León, Guanajuato, indicó que las causas de infertilidad son atribuibles en la misma proporción a hombres y mujeres.
Indicó que ante el panorama de que esta incidencia aumentará en los próximos años, es indispensable lograr mejores técnicas.
“Se estima que 10 por ciento de las parejas tienen infertilidad y para poder ayudarles hay que hacer un buen diagnóstico, un buen tratamiento y tener buenas técnicas, entonces este tipo de avances son para lograr mayor eficiencia y tener tasas más altas de desembarazo”, subrayó.
Agregó que las enfermedades de transmisión sexual, el estrés y el que las mujeres buscan embarazos a edades más tardías son algunos de los factores de infertilidad, y los centros especializados tienen que estar preparados para ofrecerles nuevas alternativas.
Con el fin de fomentar la investigación en este campo, la farmacéutica Merck Serono elevará este año a 4 millones de euros la inversión para becas a proyectos de innovación en fertilidad en todo el mundo
Mientras que la investigación de células madre está en las fases iniciales, el trasplante de úteros fértiles a mujeres que no han podido lograr un embarazo es una realidad, tal como ocurrió el pasado lunes en Suecia.
A una de las dos mujeres se le retiró el útero después de llevar un tratamiento contra un cáncer en el cuello del útero. La otra paciente simplemente nació sin útero.
Los especialistas de la Universidad de Goteborg señalaron que las cuatro mujeres se encuentran en estado estable y que las dos pacientes que recibieron el órgano de sus madres deberán esperar por lo menos un año antes de poder empezar un embarazo.
En la operación participaron diez cirujanos especializados en distintas áreas, detalló Mats Brannstrom, profesor de Ginecología en la Universidad y director del equipo de investigaciones.
A pesar del entusiasmo generado por la operación Brannstorm declaró que no sabrán “si se trata de un transplante exitoso antes de 2014”, fecha en que las jóvenes podrán dar a luz en el mejor de los casos, afirmó el profesor.
Los úteros implantados serán retirados cuando las mujeres hayan tenido “un máximo de dos niños”, para que puedan cesar el tratamiento contra el rechazo del órgano, añadió el profesor Brannstrom.
Diversificación genética
► La diversificación —o separación— genética más antigua de la historia de la humanidad se remonta a hace 100 mil años, mucho antes de que los ancestros del hombre moderno emigraran de África, según un estudio que arroja nueva luz sobre los posibles orígenes del hombre moderno.
La investigación, publicada en la revista estadunidense Science, fue realizada en 220 miembros de grupos autóctonos sudafricanos, los Khoi y los San, y confirma que ambos grupos se separaron de la rama ancestral común del resto de los humanos modernos hace 100 mil años. Esto permitió analizar 2.3 millones de variaciones genéticas por persona, un número sin precedentes en estudios anteriores.
El análisis genético indicaría principalmente que la cuna del hombre moderno no se concentraría únicamente en África del este, como se creía hasta ahora y hacen pensar “los archivos arqueológicos”, sino que tendría orígenes más diversos en el continente africano, según explicaron los responsables de la investigación.
“Apoyándonos en estos datos genéticos y otras estadísticas no encontramos imágenes coherentes” que apunten al este de África, explicó en una conferencia de prensa Mattias Jakobsson, de la Universidad de Uppsala en Suecia, uno de los principales autores de esta investigación.
(AFP/ Washington)
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22/09/2012
Las células madre masculinas son capaces de desarrollar glándulas mamarias funcionales si son trasplantadas a un contexto femenino, según demuestra una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Las mamas de las roedoras sometidas a dicho trasplante son capaces de secretar leche, tal como aparece reflejado en un artículo publicado en el último número de la revista The FASEB Journal.
El trabajo revela que, a diferencia de otros órganos, las células madre mamarias no sólo aumentan durante la fase embrionaria del desarrollo, sino que aumentan 20 veces durante la pubertad y otras tres veces de forma transitoria durante el embarazo en hembras de ratón.
El investigador del Centro de Investigaciones Biológicas del CSIC José Alberto García-Sanz, que ha dirigido el trabajo, explica: “Los resultados demuestran que es la hormona femenina estrógeno la que dirige estos aumentos, ya que los machos sí mantienen el mismo número de células madre mamarias una vez superada la fase embrionaria”.
Para comprobarlo, se extirparon los ovarios de las roedoras en distintas etapas de su pubertad. Aquellas que los perdieron justo al inicio de esta fase presentan un nivel de células madre mamarias similar al de un macho adulto. Esta cifra va en aumento a medida que la ejecución de la ovariectomía se acerca a la fase de madurez sexual.
Modelo excepcional
El porcentaje de células madre mamarias en una hembra ovariectomizada a las tres semanas ronda el 10% respecto al de una hembra control, mientras que cuando la intervención tiene lugar a la octava semana, cerca de la madurez sexual, esta cifra es de casi el 60%.
Para el investigador del CSIC, el modelo de crecimiento de las glándulas mamarias resulta “excepcional”. Según García-Sanz, “este combina el modelo de mecanismo de control del tamaño de un órgano como el páncreas, cuyo tamaño está directamente controlado por el número de células madre, y es el que exhiben la glándula mamaria durante la mayor parte de la vida del organismo; con el modelo de control del tamaño del hígado, que siempre se desarrolla a pesar de que haya un número bajo de células madre hepáticas, lo que en las glándulas mamarias se produce en los momentos de aumento que ocurren en la pubertad y durante el embarazo”.
Dado que las probabilidades de padecer cáncer de mama son 124 veces inferiores en hombres que en mujeres, García-Sanz opina que la clave del problema podría encontrarse aquí. “La gran pregunta es si esta expansión de la población de células madre tiene que ver con el aumento en la probabilidad de padecer esta dolencia”.
Referencia
Eva Díaz-Guerra, M. Ángeles Lillo, Silvia Santamaría, and José A. García-Sanz. Intrinsic cues and hormones control mouse mamary epitelial tree size. The FASEB Journal. DOI: 10.1096/fj.11-200782
Tomado de Tendencias 21
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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
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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.
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