En un avance importante, los científicos de los Institutos Gladstone transformaron las células de la piel en células cardíacas y cerebrales utilizando una combinación de productos químicos. Todo el trabajo previo sobre la reprogramación celular requería agregar genes externos a las células, haciendo de este logro una hazaña sin precedentes. La investigaciónsienta las bases para que un día pueda regenerar células perdidas o dañadas con medicamentos farmacéuticos.
en dos estudios publicados en ciencia y Célula madre celular , el equipo de científicos, que fue dirigido por el investigador senior de Gladstone, Sheng Ding, PhD, y forma parte del Centro Roddenberry de Biología y Medicina de Células Madre en Gladstone, utilizó cócteles químicos para convencer gradualmente a las células de la piel para que se conviertan en órganos específicoscélulas similares a las células madre y, en última instancia, a las células del corazón o del cerebro. Este descubrimiento ofrece un método más eficiente y confiable para reprogramar las células y evita problemas médicos relacionados con la ingeniería genética.
"Este método nos acerca a la posibilidad de generar nuevas células en el sitio de la lesión en los pacientes", dijo Ding, el autor principal de ambos estudios. "Nuestra esperanza es algún día tratar enfermedades como la insuficiencia cardíaca o la enfermedad de Parkinson conmedicamentos que ayudan al corazón y al cerebro a regenerar áreas dañadas a partir de sus propias células de tejido existentes. Este proceso está mucho más cerca de la regeneración natural que ocurre en animales como tritones y salamandras, lo que nos ha fascinado durante mucho tiempo ".
Corazones reparados químicamente
Los corazones adultos tienen una capacidad muy limitada para generar nuevas células, por lo que los científicos han buscado una forma de reemplazar las células perdidas después de un ataque cardíaco, como el trasplante de células cardíacas adultas o células madre en el corazón dañado. Sin embargo, estos esfuerzos han sidoen gran medida ineficaz, ya que la mayoría de las células adultas trasplantadas no sobreviven o se integran adecuadamente en el corazón, y pocas células madre pueden ser inducidas a convertirse en células cardíacas. Un enfoque alternativo iniciado por Deepak Srivastava, MD, director de investigación cardiovascular y de células madre en Gladstone,utilizó genes para convertir las células formadoras de cicatrices en el corazón de los animales en nuevos músculos que mejoraron la función del corazón. Un enfoque de reprogramación química para hacer lo mismo puede ofrecer una manera más fácil de proporcionar las señales que inducen la regeneración local del músculo cardíaco.
en el ciencia estudio, los investigadores utilizaron un cóctel de nueve productos químicos para convertir las células de la piel humana en células cardíacas que latían. Por ensayo y error, encontraron la mejor combinación de productos químicos para comenzar el proceso al cambiar las células a un estado que se asemeje a un tallo multi-potentecélulas, que pueden convertirse en muchos tipos diferentes de células en un órgano en particular. Un segundo cóctel de productos químicos y factores de crecimiento ayudó a las células a convertirse en células del músculo cardíaco.
Con este método, más del 97% de las células comenzaron a latir, una característica de las células cardíacas sanas y completamente desarrolladas. Las células también respondieron adecuadamente a las hormonas, y molecularmente, se parecían a las células del músculo cardíaco, no a las células de la piel. Además,cuando las células se trasplantaron a un corazón de ratón al principio del proceso, se convirtieron en células del músculo cardíaco de aspecto saludable dentro del órgano.
"El objetivo final en el tratamiento de la insuficiencia cardíaca es una forma sólida y confiable para que el corazón cree nuevas células musculares", dijo Srivastava, coautora principal del artículo de Science. "La reprogramación de las propias células de un paciente podría proporcionar la forma más segura y más segura".forma eficiente de regenerar el músculo cardíaco moribundo o enfermo "
rejuvenecer el cerebro con células madre neurales
En el segundo estudio, publicado en Célula madre celular , los científicos crearon células madre neurales a partir de células de piel de ratón usando un enfoque similar.
El cóctel químico nuevamente constaba de nueve moléculas, algunas de las cuales se superponían con las utilizadas en el primer estudio. Durante diez días, el cóctel cambió la identidad de las células, hasta que todos los genes de las células de la piel se desactivaron y el tallo neurallos genes celulares se activaron gradualmente. Cuando se trasplantaron en ratones, las células madre neurales se desarrollaron espontáneamente en los tres tipos básicos de células cerebrales: neuronas, oligodendrocitos y astrocitos. Las células madre neurales también fueron capaces de auto-replicarse, haciéndolas ideales paratratamiento de enfermedades neurodegenerativas o lesiones cerebrales.
"Con su seguridad mejorada, estas células madre neurales podrían algún día ser utilizadas para la terapia de reemplazo celular en enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Alzheimer", dijo el coautor principal Yadong Huang, MD, PhD, investigador principal de Gladstone."En el futuro, podríamos imaginar tratar a los pacientes con un cóctel de drogas que actúa sobre el cerebro o la médula espinal, rejuveneciendo las células del cerebro en tiempo real".
Nan Cao y Mingliang Zhang, ambos académicos postdoctorales en Gladstone, fueron los primeros autores de los artículos de Science y Cell Stem Cell, respectivamente. Otros científicos de Gladstone en los estudios incluyen Yu Huang, Ian Spencer, Yu Zhang, Baoming Nie, Min Xie, Haixia Wang, Tianhua Ma, Tao Xu, Guilai Shi, Saiyong Zhu, Kai Liu y Ke Li. Investigadores de la Universidad de California, San Francisco y la Universidad Case Western Reserve también participaron en la investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institutos Gladstone . Original escrito por Dana G. Smith. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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