Los científicos de Johns Hopkins Medicine dicen que han regresado con éxito las manos biológicas del tiempo, persuadiendo a las células humanas adultas en el laboratorio para que vuelvan a un estado primitivo y desbloqueando su potencial para reemplazar y reparar los daños a los vasos sanguíneos en la retina causados por la diabetesLos hallazgos de este estudio experimental, dicen, avanzan las técnicas de medicina regenerativa destinadas a revertir el curso de la retinopatía diabética y otras enfermedades oculares cegadoras.
"Los resultados de nuestro estudio nos acercan un paso más al uso de células madre más ampliamente en la medicina regenerativa, sin los problemas históricos que nuestro campo ha encontrado para lograr que esas células se diferencien y eviten volverse cancerosas", dice Elias Zambidis, MD, Ph.D.., profesor asociado de oncología en el Centro de Cáncer Kimmel de Johns Hopkins y miembro del Instituto de Ingeniería Celular de Johns Hopkins.
Los resultados de los experimentos con células y ratones humanos se publicaron en línea el 5 de marzo Comunicaciones de la naturaleza .
Según el Instituto Nacional del Ojo, la retinopatía diabética es una causa principal de ceguera en adultos de EE. UU. Para 2050, los investigadores estiman que unos 14,6 millones de estadounidenses tendrán la afección, lo que resulta en un crecimiento anormal de los vasos sanguíneos en la retina, donde la luz esprocesado en visión.
Para el estudio, los científicos comenzaron sus experimentos con un fibroblastos, una célula de tejido conectivo, tomada de una persona con diabetes tipo 1. Los fibroblastos reprogramados funcionan como células "madre", con el potencial de dar lugar a todos los tejidos enel cuerpo, incluidos los vasos sanguíneos.
El equipo de Johns Hopkins, incluido el asociado de investigación Tea Soon Park, Ph.D., reprogramó las células madre de fibroblastos para volver a un estado que es aún más primitivo que el de las células madre pluripotentes inducidas por humanos convencionales, más parecido al estado decélulas embrionarias aproximadamente seis días después de la fertilización. Esto es cuando las células son las más "ingenuas" o más capaces de desarrollarse en cualquier tipo especializado de células con una eficiencia mucho mayor que las células madre pluripotentes inducidas por humanos convencionales.
Para hacer esto, los científicos bañan las células en un cóctel de nutrientes y productos químicos. Lo que debería incluirse en el cóctel para construir una mejor célula madre ingenua ha sido un tema de debate en la última década.
El equipo de Zambidis utilizó una mezcla cóctel de dos medicamentos que otros científicos utilizaron previamente para reprogramar las células madre: el inhibidor GSK3β CHIR99021, que bloquea el almacenamiento de carbohidratos en las células, y el inhibidor MEK PD0325901, un medicamento experimental contra el cáncer que puede bloquear el crecimiento de las células cancerosasEl equipo también analizó el potencial de un tercer medicamento, un inhibidor de PARP, un popular medicamento contra el cáncer que se usa para tratar una variedad de cánceres, incluidos los de los ovarios y los senos.
Para sorpresa de los investigadores, dice Zambidis, la trifecta de los inhibidores de MEK, GSK3β y PARP trabajó para hacer retroceder el reloj biológico de las células. Él llama al cóctel 3i, llamado así por los tres inhibidores. El equipo de Zambidis había informado primero de experimentos usandoel cóctel de tres drogas en 2016.
Para el nuevo estudio, el equipo de investigación rastreó el perfil molecular reprogramado de las células madre, incluidas medidas de proteínas como NANOG, NR5A2, DPPA3 y E-cadherina que guían la diferenciación celular. Ese perfil parecía similar al que se encuentra en los llamadoscélulas epiblastoras ingenuas, las células primitivas que forman un embrión humano de aproximadamente seis días.
Los científicos también descubrieron que las células madre reprogramadas con el cóctel 3i no tenían cambios anormales en los factores que pueden alterar el ADN central, llamado epigenética, que típicamente afectan a otras versiones de células madre ingenuas hechas en laboratorio.
Finalmente, el equipo de investigación inyectó células llamadas progenitores vasculares, que se hicieron a partir de las células madre ingenuas y son capaces de hacer nuevos vasos sanguíneos, en los ojos de los ratones criados para tener una forma de retinopatía diabética que resulta del cierre de los vasos sanguíneosen la retina. Descubrieron que los progenitores vasculares ingenuos migraron a la capa de tejido más interna de la retina que rodea el ojo, con mayores eficiencias que las que se han informado con células vasculares hechas de enfoques convencionales de células madre. Las células vasculares ingenuas echaron raíces allí, y la mayoríasobrevivió en la retina durante el estudio de cuatro semanas.
"Curiosamente, el cóctel 3i 'reprogramación ingenua' pareció borrar la epigenética asociada a la enfermedad en las células del donante, y las devolvió a un estado de células madre no diabéticas prístinas y saludables", dice Zambidis.
En comparación, el equipo reprogramó los fibroblastos diabéticos en células madre no vírgenes utilizando métodos estándar, y las células progenitoras vasculares resultantes no pudieron migrar tan profundamente en la retina o sobrevivir la duración del estudio.
Zambidis, Park y los otros miembros del equipo de investigación dicen que se necesitan más experimentos para refinar el cóctel 3i y estudiar la capacidad regenerativa de las células madre que crecen del cóctel.
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Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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