Un equipo de investigadores dirigido por científicos de la Universidad de Harvard ha mejorado el proceso de laboratorio de convertir células madre en células beta productoras de insulina, utilizando métodos de separación biológica y física para enriquecer la proporción de células beta en una muestra. Sus hallazgos, publicados en eldiario Naturaleza , puede usarse para mejorar los trasplantes de células beta para pacientes con diabetes tipo 1.
En 2014, el laboratorio de Douglas Melton demostró por primera vez que las células madre podían convertirse en células beta funcionales, dando un paso hacia dar a los pacientes su propia fuente de insulina. En ese proceso inicial, las células beta constituyeron el 30 por ciento de las células finalesmezcla celular
"Para mejorar del 30 por ciento, necesitábamos comprender realmente el otro 70 por ciento de las células resultantes", dijo Adrian Veres, un estudiante graduado en el laboratorio de Melton y autor principal del estudio actual. "Hasta hace poco, no podíamos 't tome una muestra de nuestras células y pregunte qué tipos de células había allí. Ahora, con la revolución en la secuenciación de una sola célula, podemos pasar de la nada a la lista completa ".
un enriquecimiento de dos pasos
"Aplicamos la secuenciación unicelular y la biología molecular para describir los tipos de células que pudimos hacer a partir de células madre. El comienzo de la manipulación es saber siempre con qué estás trabajando", dijo Melton, quien es elProfesor de la Universidad Xander de células madre y biología regenerativa y codirector del Instituto de células madre de Harvard.
Todas las células contienen el mismo conjunto de genes, pero los tipos de células difieren dependiendo de qué genes están activos o expresados. Los investigadores utilizaron la secuenciación de células individuales para identificar el catálogo completo de genes expresados en decenas de miles de células individuales. Luego,agruparon las celdas en función de sus patrones de expresión.
Como era de esperar, algunas células tenían patrones de expresión génica similares a las células que producen hormonas en el páncreas humano: células alfa productoras de glucagón y células beta productoras de insulina. Inesperadamente, los investigadores también identificaron un nuevo tipo de célula queproduce el neurotransmisor serotonina.
El equipo también encontró una proteína que se expresaba solo en las células beta. Eso significaba que podían usarla como un "gancho" biológico para extraer las células beta de la mezcla.
Los científicos colaboradores de Semma Therapeutics desarrollaron un segundo método para enriquecer las células beta: separar físicamente todas las células de la mezcla y luego dejarlas agruparse nuevamente.
Esa agrupación enriqueció el número de células beta. Se basó en la hipótesis de que las células productoras de hormonas están más atraídas entre sí que a las células que no producen hormonas.
Juntos, los dos métodos aumentaron la pureza de las células beta en una muestra de células madre convertidas del 30 al 80 por ciento.
"A medida que trabajamos para poner células beta derivadas de células madre en pacientes, una mezcla más pura significa que podemos usar un dispositivo más pequeño y menos invasivo para entregar la misma cantidad de células funcionales", dijo Felicia Pagliuca, vicepresidenta de biología celularInvestigación y desarrollo en Semma Therapeutics.
Optimizando la mezcla
La capacidad de controlar el porcentaje de células beta en la mezcla es el hallazgo clave en este estudio. Ahora, los investigadores pueden centrarse en cuál sería la mezcla óptima de tipos de células.
"La gran pregunta para nosotros en este momento es si el 80 por ciento de las células beta es lo que queremos", dijo Veres. "Tal vez necesita más de los otros tipos de células para ayudar a regular las células beta, para que funcionen correctamente.vamos a descubrir cómo los tipos de células interactúan entre sí "
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Materiales proporcionados por Universidad de Harvard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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