Un equipo de investigación que incluye al biólogo del desarrollo Stephen A. Duncan, D. Phil., SmartState TM La Cátedra de Medicina Regenerativa de la Universidad Médica de Carolina del Sur MUSC, ha encontrado una mejor manera de purificar las células hepáticas hechas de células madre pluripotentes inducidas iPSC. Sus esfuerzos, publicados el 25 de agosto de 2016 en Informes de células madre , ayudará a los estudios de enfermedad hepática para el Programa de Estudios de la Asociación Genética de Próxima Generación Next Gen del Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre NHLBI de $ 80 millones. La Universidad de Minnesota Minneapolis y el Colegio Médico de WisconsinMilwaukee contribuyó al estudio.
Esta nueva metodología podría facilitar el progreso hacia un objetivo clínico importante: el tratamiento de pacientes con mutaciones que causan enfermedades en sus hígados mediante el trasplante de células hepáticas no mutadas derivadas de sus propias células madre. Intentos previos de generar células similares a hígado a partir de células madrehan producido poblaciones celulares heterogéneas que se parecen poco a los hígados enfermos en los pacientes.
Next Gen de NHLBI se creó para almacenar líneas de células madre provenientes de pacientes en estudios de asociación de genoma completo GWAS. El objetivo de la subsección de condiciones lipídicas de NHLBI Next Gen - un esfuerzo de colaboración entre Duncan y Daniel J. Rader,MD y Edward E. Morrisey, Ph.D., ambos de la Universidad de Pensilvania, deben ayudar a determinar las fuentes genéticas de afecciones cardíacas, pulmonares o sanguíneas que también abarcan el hígado. Estos estudios de GWAS mapean los genomas en cientosde las personas como una forma de buscar patrones de mutación genética que difieran de los genomas de individuos sanos.
Un estudio de GWAS se vuelve más poderoso, es más probable que encuentre las mutaciones genéticas correctas que causan una enfermedad, a medida que se mapean más genomas. Una vez que se construye un panel de mutaciones sospechosas, las células madre de estos individuos pueden ser "empujadas"placas de cultivo para diferenciarse en cualquiera de las células del cuerpo, como por ejemplo células de hígado, corazón o vascular. Las células se pueden examinar en formatos de alto rendimiento es decir, las células se expanden y cultivan en muchas placas para aprenderMás información sobre las mutaciones y para probar paneles de medicamentos que en última instancia podrían ayudar a tratar a los pacientes que albergan una enfermedad.
El problema surge durante el "empuje". Por ejemplo, los iPSC se niegan obstinadamente a madurar uniformemente en células similares al hígado cuando se alimentan con factores de crecimiento. Tradicionalmente, los anticuerpos se han utilizado para reconocer las características de madurez en las superficies de las células y purificar las células queson similares. Este enfoque ha sido crucial para la investigación con células madre, pero los anticuerpos disponibles que reconocen las células hepáticas maduras son pocos y tienden a reconocer muchos tipos diferentes de células. Los muchos tipos de células en poblaciones mixtas tienen diversas características que pueden ocultar la enfermedad subyacente.causando variaciones genéticas, que tienden a ser sutiles.
"Sin tener una población pura de células hepáticas, fue increíblemente difícil detectar estas diferencias relativamente sutiles causadas por las mutaciones, pero diferencias que son importantes en la vida de un individuo", dijo Duncan.
En lugar de depender de los anticuerpos, Duncan y su equipo adoptaron una nueva tecnología llamada tecnología de captura de superficie celular quimioproteómica CSC. Fiel a su nombre, la tecnología CSC permitió al grupo mapear las proteínas en la superficie de las células hepáticas que eran altamenteproducida durante las etapas finales de diferenciación de las células madre en células hepáticas. La proteína más abundante se apuntó con un anticuerpo marcado con un marcador fluorescente y se usó para separar las células maduras del hígado del resto.
El procedimiento fue muy exitoso: el equipo tenía una población de células hepáticas muy puras, homogéneas y maduras. Las células marcadas tenían rasgos mucho más similares de hepatocitos maduros que las células no marcadas. Las células madre pluripotentes que no se habían diferenciado fueron excluidas deel grupo de células marcadas
"Eso es importante", dijo Duncan. "Si desea trasplantar células a alguien que padece una enfermedad hepática, realmente no desea trasplantar células pluripotentes porque las células pluripotentes forman tumores llamados teratocarcinomas".
Duncan advierte que el trasplante de células hepáticas derivadas de iPSC aún no está listo para la traducción a la clínica. Pero la tecnología para clasificar células hepáticas homogéneas se puede usar ahora para modelar y estudiar con éxito y precisión la enfermedad en el plato de cultivo celular.
"Creemos que al ser capaz de generar poblaciones puras, se eliminará la variabilidad y, por lo tanto, realmente nos ayudará a combinar con los estudios de GWAS para identificar variaciones alélicas que causan una enfermedad, al menos en el hígado", dijoDuncan.
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Materiales proporcionados por Universidad de Medicina de Carolina del Sur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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