Los investigadores de Johns Hopkins informan que un nuevo estudio de células de ratón ha revelado las razones por las cuales los intentos de hacer crecer las células madre hasta la madurez en el laboratorio a menudo fracasan, y proporciona una posible forma de superar tal "detención del desarrollo".
Sus hallazgos, descritos en la edición del 24 de noviembre de la revista Informes de celda , probablemente avanzará el uso de células madre para estudiar y tratar la enfermedad cardíaca de aparición en adultos, dicen los investigadores.
Hace nueve años, Shinya Yamanaka, de la Universidad de Kioto, presentó una técnica para transformar prácticamente cualquier célula del cuerpo en una célula madre, las llamadas células madre pluripotentes inducidas iPSC. Pero algunos científicos esperan usar las células para investigación y terapiaslos investigadores señalan que la característica extraña de las células cultivadas a partir de iPSC ha sido frustrada: "La maduración de estas células se detiene en la etapa embrionaria, incluso cuando han crecido en un plato durante un año o más", dice Chulan Kwon, Ph..D., Profesor asistente de medicina y miembro del Instituto de Ingeniería Celular de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, quien dirigió el estudio.
Kwon y sus colegas buscaron formas de superar el problema de maduración, basándose en el interés de su equipo en usar iPSC de personas con enfermedades cardíacas para desarrollar tejido cardíaco. Al hacerlo, él les daría información adicional sobre cómo se produce la enfermedad cardíaca yles permite detectar más fácilmente los posibles medicamentos, pero dado que las enfermedades cardíacas afectan en gran medida a los adultos, no a los embriones, trabajar con iPSCs inmaduras no fue un iniciador.
Para aprender más sobre la raíz del desarrollo detenido y cómo podría superarse, el equipo de investigación de Kwon y sus colaboradores analizaron más de 200 muestras de células cardíacas de embriones de ratones y animales de todas las etapas hasta la edad adulta, así como del corazón cultivado en laboratoriotejido hecho de iPSCs. "Analizamos conjuntos de datos a gran escala para minimizar el efecto de la variación entre laboratorios", dice el investigador principal Hideki Uosaki, MD, Ph.D., becario postdoctoral en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.
Las células se desarrollan y alcanzan la madurez coreografiando con precisión el uso de genes particulares para que las proteínas correctas se produzcan en el momento correcto. Los investigadores analizaron la expresión de más de 17,000 genes en las células, es decir, si un gen en particularse estaba utilizando y, de ser así, cuánto. El equipo también diseñó un software especializado para dar sentido a los datos.
Sus resultados revelaron ciertas reacciones en cadena bioquímicas, conocidas como vías, que normalmente se cierran, o se inician, a medida que las células del corazón alcanzan la madurez. Estas incluyen vías que permiten que las células se dividan rápidamente y formen nuevas células, y descompongan las grasas.para la energía. En los iPSC, muchas de las vías que se suponía que estaban apagadas en las células adultas estaban encendidas, y viceversa. Sus niveles de maduración correspondían a los de los embriones de gestación tardía ". Eso explica potencialmente por qué las células derivadas de iPSC tienen maduraciónproblemas ", dice Kwon.
Kwon cree que la explicación de las vías fuera de control puede ser la naturaleza artificial del cultivo de células de laboratorio, que no es lo mismo que las células madre experimentarían dentro de un organismo vivo.
Ahora que conocen las vías precisas responsables del desarrollo estancado, el equipo dice que el plan es encontrar formas de ajustar las vías para inducir una maduración verdadera y constante y recrear el tejido cardíaco adulto en el laboratorio. El equipo también planeause su método para estudiar la maduración de otros órganos en los tejidos.
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Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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