Investigadores de islotes pancreáticos humanos diseñados con tejidos en un laboratorio que desarrollan un sistema circulatorio, secretan hormonas como la insulina y tratan con éxito la diabetes tipo 1 de aparición repentina en ratones trasplantados.
En un estudio publicado por Informes de celda , los científicos usan un nuevo proceso de bioingeniería que desarrollaron llamado cultivo celular de autocondensación. La tecnología ayuda a acercar la ciencia médica a un día el crecimiento de tejidos de órganos humanos de las células de una persona para terapia regenerativa, dicen investigadores del estudio en el Hospital Infantil de CincinnatiCentro médico en los EE. UU. Y Universidad de la ciudad de Yokohama YCU en Japón.
"Este método puede servir como una estrategia curativa principal para el tratamiento de la diabetes tipo 1, de los cuales hay 79,000 diagnósticos nuevos por año", dijo Takanori Takebe, MD, médico-científico del Centro Infantil de Cincinnati para Medicina de Células Madre y Organoides"Esta es una enfermedad potencialmente mortal que nunca desaparece, por lo que desarrollar enfoques terapéuticos efectivos y posiblemente permanentes ayudaría a millones de niños y adultos en todo el mundo".
Takebe, quien tiene una cita doble en el Departamento de Medicina Regenerativa de YCU, enfatizó que la tecnología necesita investigación adicional antes de que pueda usarse terapéuticamente en una clínica. Es el investigador co-líder del estudio junto con el colega de YCU, Hideki Taniguchi,MD, PhD.
Salir del camino de la naturaleza
Los científicos probaron su sistema de procesamiento con células de órganos humanos donadas páncreas, corazón, cerebro, etc., con células de órganos de ratón y con células madre pluripotentes inducidas iPS. Reprogramadas a partir de células adultas de una persona como células de la piel, iPSlas células actúan como células embrionarias y pueden formar cualquier tipo de tejido en el cuerpo.
El proceso de ingeniería tisular también utiliza dos tipos de células progenitoras en etapa embrionaria, que apoyan la formación del cuerpo y sus órganos específicos. Las células progenitoras son células madre mesenquimales MSN y células endoteliales vasculares umbilicales humanas HUVEC.
Utilizando células de órganos donadas, células de ratón o células iPS, los investigadores combinaron estos con MSN, HUVEC junto con otro material genético y bioquímico que indica la formación de islotes pancreáticos. En condiciones que nutren y nutren las células, los ingredientes se condensan yautoorganizado en islotes pancreáticos.
Después de que los islotes de ingeniería de tejidos fueron trasplantados en modelos de ratones humanizados con diabetes tipo 1 severa, resolvieron la enfermedad de los animales, informan investigadores.
Desafío de fuente de sangre
Los islotes pancreáticos humanos ya se pueden trasplantar en pacientes diabéticos para el tratamiento. Desafortunadamente, la tasa de éxito del injerto es relativamente baja porque los tejidos pierden su vascularización y suministro de sangre a medida que los islotes se procesan antes del trasplante. Esto dificulta la obtención de la máxima saludBeneficio para los pacientes que reciben estos procedimientos, escriben los autores.
Y aunque la ingeniería de tejidos basada en células madre tiene un tremendo potencial terapéutico, su uso clínico futuro aún enfrenta el desafío crítico de garantizar un suministro de sangre para nutrir los tejidos trasplantados, según los investigadores.
"Necesitamos una estrategia que asegure un injerto exitoso a través del desarrollo oportuno de redes vasculares", dijo Taniguchi. "Demostramos en este estudio que el sistema de cultivo celular de autocondensación promueve la vascularización de los tejidos".
Los islotes pancreáticos diseñados con tejido en la corriente generada por el proceso no solo desarrollaron rápidamente una red vascular después del trasplante en modelos animales de diabetes tipo 1, sino que los tejidos también funcionaron eficientemente como parte del sistema endocrino, secretando hormonas como la insulina y estabilizandocontrol glucémico en los animales.
El equipo de investigación de Takebe y Taniguchi ya demostró la capacidad de utilizar un proceso de cultivo celular de "autocondensación" utilizando células iPS para diseñar tejidos organoides hepáticos humanos tridimensionales que pueden vascularizarse después del trasplante en ratones de laboratorio. Pero la capacidad de generar tejido orgánicoLos fragmentos que vascularizan en el cuerpo, como los islotes pancreáticos, habían sido un objetivo difícil de alcanzar hasta el estudio actual, dijeron los investigadores.
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Materiales proporcionado por Centro médico del Hospital de Niños de Cincinnati . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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