Investigadores dirigidos por Martin Fussenegger, profesor de biotecnología y bioingeniería en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Biosistemas de ETH Zurich en Basilea, han realizado una hazaña que muchos especialistas hasta ahora habían considerado imposibles: extrajeron células madre de 50 añostejido graso del sujeto de prueba anterior y reprogramación genética aplicada para que madure en células beta funcionales.
En presencia de glucosa, las células beta generadas usando este "software genético" producen la hormona insulina, al igual que las células beta naturales, que se encuentran en el páncreas. Los investigadores informaron esto en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
dinámica de maduración reproducida
Los investigadores con sede en Basilea tomaron las células madre y agregaron una red sintética de genes altamente compleja: el software genético. Diseñaron esta red para recrear con precisión los factores clave de crecimiento involucrados en este proceso de maduración.
El centro del proceso son los factores de crecimiento Ngn3, Pdx1 y MafA. Las concentraciones de estos factores cambian durante el proceso de diferenciación. Por ejemplo, MafA no está presente al comienzo de la maduración. Solo el día cuatro, en el paso final de maduración,parece, su concentración aumenta abruptamente y luego permanece en un nivel alto. Sin embargo, los cambios en la concentración de Ngn3 y Pdx1 son muy complejos: mientras la concentración de Ngn3 aumenta y luego disminuye nuevamente, el nivel de Pdx1 aumenta al principioy hacia el final de la maduración.
Fussenegger enfatiza que es esencial reproducir estos procesos naturales lo más cerca posible para producir células beta que funcionen: "El momento y las cantidades de estos factores de crecimiento son extremadamente importantes".
Las nuevas células beta responden a la glucosa
En opinión de Fussenegger, es un verdadero avance que una red de genes sintéticos se haya utilizado con éxito para lograr la reprogramación genética que libera células beta. Hasta ahora, los científicos han controlado dichos procesos de diferenciación de células madre mediante la adición de diversos productos químicos y proteínas con pipetas.
"No solo es realmente difícil agregar las cantidades correctas de estos componentes en el momento justo, también es ineficiente e imposible de ampliar", dice Fussenegger. Por el contrario, el nuevo proceso puede transformar con éxito tres de cuatro adipososcélulas madre en células beta.
Estas células beta no solo se ven muy similares a sus contrapartes naturales: ambos tipos contienen manchas oscuras conocidas como gránulos, que almacenan insulina. Las células beta artificiales también funcionan de manera muy similar ". En la actualidad, las cantidades dela insulina que secretan no es tan buena como con las células beta naturales ", admite.
Pero el punto clave es que los investigadores lograron por primera vez reproducir toda la cadena del proceso natural, desde las células madre hasta las células beta diferenciadas.
Implantes de células endógenas
En el futuro, la nueva técnica de los investigadores de ETH con sede en Basilea podría permitir implantar nuevas células beta funcionales en pacientes con diabetes que están hechas de su propio tejido adiposo.
Si bien las células beta se han trasplantado en el pasado, esto siempre ha requerido la supresión posterior del sistema inmunitario del receptor, como con cualquier trasplante de órganos o tejidos de donantes ". Con nuestras células beta, probablemente no habría necesidad de esta acción, ya que podemos hacer que utilicen material celular endógeno tomado del propio cuerpo del paciente ", dice Fussenegger, y agrega:" Es por eso que nuestro trabajo es tan interesante en el tratamiento de la diabetes ".
maduración completa en la placa de Petri
Hasta la fecha, los investigadores de ETH simplemente han cultivado sus células beta; todavía tienen que implantarlas en una persona que padece diabetes. Esto se debe a que primero querían probar si las células madre podían diferenciarse completamente de principio a fin mediante la programación genética.
Fussenegger está convencido de que este nuevo método también podría usarse para producir otras células. Las células madre tomadas del tejido adiposo podrían diferenciarse en varios tipos de células, dice - "Y la mayoría de las personas tienen un exceso de grasa de la cual estas células madrese puede cosechar "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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