Los investigadores de células madre de la Facultad de Medicina de la Universidad de Emory han avanzado para tener un "calafateo de reparación" de larga duración para los vasos sanguíneos. La investigación podría formar la base de un tratamiento para la enfermedad arterial periférica, derivada de las propias células de un paciente.Sus resultados fueron publicados recientemente en la revista circulación .
Un equipo dirigido por Young-sup Yoon, MD, PhD desarrolló un nuevo método para generar células endoteliales, que constituyen el revestimiento de los vasos sanguíneos, a partir de células madre pluripotentes inducidas por humanos. Cuando las células endoteliales están rodeadas por un gel de soporte yimplantados en ratones con vasos sanguíneos dañados, se convierten en parte de los vasos sanguíneos de los animales y sobreviven durante más de 10 meses.
"Probamos varios geles diferentes antes de encontrar el mejor", dice Yoon. "Esta es la parte que es mi sueño hecho realidad: las células endoteliales realmente están contribuyendo a los vasos endógenos. Cuando he mostrado estos resultados a las personas enel campo, dicen 'Guau' "
Los intentos anteriores para lograr el mismo efecto en otros lugares habían implantado células que duraban solo unos días o semanas, aunque esos estudios utilizaron principalmente células madre adultas, como células madre mesenquimales o células progenitoras endoteliales, dice.
"Cuando las células se implantan solas, muchas de ellas mueren rápidamente y los principales beneficios terapéuticos son los factores de crecimiento que secretan", agrega. "Cuando estas células endoteliales se administran en un gel, se protegen.varias semanas para que la mayoría de ellos migren a los vasos y se incorporen a ellos ".
Yoon es profesor de medicina cardiología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Emory y en el Departamento de Ingeniería Biomédica Wallace H. Coulter de Georgia Tech y Emory. El primer autor del artículo es su compañero posdoctoral Shin-Jeong Lee, PhD, ahoraen la Facultad de Medicina de la Universidad de Yonsei en Seúl, donde Yoon tiene una cita conjunta.
Las células madre pluripotentes inducidas iPSC se pueden generar reprogramando las células de la piel o de la sangre usando una combinación de genes o proteínas conocidos como los factores de Yamanaka, nombrados en honor al ganador del Premio Nobel de 2012, Shinya Yamanaka. El laboratorio de Yoon comenzó con iPSCs, los llevó a convertirsemesodermo, las células embrionarias que se convierten en músculo y sangre, y luego usaron factores de crecimiento para dirigirlas a convertirse en células endoteliales. Los investigadores usaron un sistema de clasificación magnética para separar las células endoteliales puras, que tenían una apariencia "empedrada" bajo el microscopio.y podría formar estructuras tubulares en cultivo.
"Otros grupos habían hecho este tipo de cosas antes, pero el punto principal es que todos los componentes del cultivo que usamos serían compatibles con las aplicaciones clínicas", dice Yoon.
Los científicos también diseñaron un gel para imitar los efectos de soporte de la matriz extracelular. Cuando se encapsulan en el gel, las células pueden sobrevivir al estrés oxidativo causado por el peróxido de hidrógeno que mata a las células sin protección. El gel es biodegradable y desaparece en el transcurso de varias semanas..
Los científicos probaron los efectos de las células encapsuladas inyectándolas en ratones con isquemia de las extremidades posteriores flujo sanguíneo restringido en la pierna, un modelo de enfermedad arterial periférica.
Después de 4 semanas, la densidad de los vasos sanguíneos fue más alta en ratones implantados con células endoteliales encapsuladas en gel. Los ratones estaban "desnudos", lo que significa genéticamente inmunodeficiente, lo que facilita la aceptación de las células humanas.
Los científicos descubrieron que las células implantadas producen factores de crecimiento pro-angiogénicos y vasculogénicos. Además, la protección mediante el gel aumentó y prolongó la capacidad de las células para contribuir directamente a los vasos sanguíneos. Para visualizar las células implantadas, se etiquetaron de antemano con uncolorante rojo, mientras que los vasos sanguíneos en funcionamiento se marcaron al infundir un tinte verde en animales vivos. Las células implantadas se incorporaron a los vasos, con el mayor grado de incorporación a los 10 meses.
A continuación, Lee y Yoon están experimentando con células endoteliales linfáticas encapsuladas en gel como las descritas en este 2015 Informes científicos papel como posible ayuda para la reparación de heridas o tratamiento para el linfedema, un efecto secundario común del tratamiento del cáncer.El laboratorio de Yoon también está probando los beneficios potenciales de las células endoteliales más el gel en un modelo de ataque cardíaco.
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Materiales proporcionado por Ciencias de la salud de Emory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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