Las células madre pluripotentes son un tipo celular único, ya que dan lugar a todos y cada uno de los distintos tipos celulares que conforman un organismo adulto. Se trata de un grupo de células muy concreto que cuenta con la capacidad de propagarse de manera ilimitada, lo que las convierte en una fuente de material inagotable en multitud de aplicaciones –desde los aspectos más básicos hasta su posible uso con fines terapéuticos–.

Sin embargo, y a pesar de su enorme potencial en biomedicina, los científicos han sido hasta ahora muy cautos ante la posibilidad de utilizarlas en el ámbito clínico, debido principalmente al riesgo que entraña su uso ante la posibilidad de desarrollar tumores. Una cautela que, no obstante, ha avivado la curiosidad entre la comunidad científica en los últimos años, siendo numerosas las líneas de investigación que se han abierto para profundizar en el conocimiento de estas células tan singulares.

El esfuerzo colectivo ha permitido a los investigadores avanzar significativamente en el conocimiento de los mecanismos moleculares que gobiernan la pluripotencia; así, se ha descrito que cuando este tipo de células son cultivadas en modelos animales basados en roedores, existen dos estados pluripotenciales: uno más primigenio o ‘plástico’ (conocido como estado pluripotente naive), y otro destinado a proporcionar un origen celular concreto (estado pluripotente primed).

El estudio demuestra por primera vez cómo un nuevo factor desempeña un papel esencial en el control químico del material genético sin alterar su secuencia

Lamentablemente, el proceso de obtención de células humanas ex vivo (es decir, al margen de un organismo vivo) con características similares a las naive encontradas en ratones no se ha podido culminar con éxito por el momento, a pesar de los enormes esfuerzos que ha dedicado la comunidad científica en los últimos años.

Ahora, un trabajo publicado en la revista Cell Stem Cell  por el investigador Miguel Fidalgo, responsable en el Centro de Investigación en Medicina Molecular y Enfermedades Crónicas de la Universidad de Santiago de Compostela(CiMUS), ha desenmascarado la existencia de un patrón de expresión único –una suerte de huella digital conservada a lo largo de la evolución en especies como el ratón y la raza humana.

Esto ha permitido encontrar nuevos factores a la hora de decidir si una célula madre es más ‘plástica’ –germinal– o si, por el contrario, está determinada a participar en un estadio más avanzado del desarrollo.

Control químico del material genético

El estudio demuestra por primera vez cómo un nuevo factor (denominado Zfp281) desempeña un papel esencial en el control químico del material genético sin alterar su secuencia, resultando decisivo en el momento en el que una célula madre decide dar el paso de un estado naive a otro primed.

La proteína localizada se reveló así capaz de regular sutilmente en el ADN la función opuesta de dos enzimas clave (conocidas como Tet1 y Tet2), que presentan importantes funciones conocidas en la transformación tumorogénica cuando se encuentran desreguladas.

Los resultados de este trabajo abren la puerta al desarrollo de nuevas estrategias en la búsqueda del ansiado estado pluripotencial naive en células madre humanas, lo que supondría, entre otras cosas, una enorme ventaja a la hora de corregir daños en el genoma o facilitar la modelización de una determinada enfermedad en la búsqueda de una cura.

Según afirma Fidalgo, primer autor del trabajo, “ese sería nuestro Santo Grial, el gran paso que nos permitiría avanzar hacia el objetivo último”. Para el investigador, “lo más importante es conseguir que estas células sean seguras, para hacer posible su utilización en la clínica y poder al fin desarrollar el enorme potencial terapéutico que albergan”, sentencia.

enero 20/2023 (SINC)

El grupo de investigación, que está desarrollando estrategias para diferenciar células madre inducidas de pacientes a hepatocitos, ha descrito esta herramienta que permite establecer cuán lejos se ha alcanzado ese grado de diferenciación.

Es posible generar células pluripotentes inducidas (iPSC) de un paciente que posteriormente son diferenciadas a hepatocitos mediante el uso de factores de transcripción y medios de cultivo específicos. Este proceso de diferenciación, aunque guiado por una serie de principios generales, se lleva a cabo con un elevado grado de empirismo y de acierto/error por los diferentes grupos de investigación. Poder medir cuan diferenciadas están dichas células, es decir, cuanto de hepatocitos tienen y en qué medida son comparables a los hepatocitos del hígado, y así poder guiar el proceso de diferenciación, ha sido el objetivo que estaba detrás del singular trabajo.

La investigación ha sido llevada a cabo por los investigadores de la Unidad Mixta de Investigación UV-IIS La Fe, integrados en el CIBEREHD, e investigadores de la Universidad de Lovaina, en el marco del Proyecto Europeo EuToxRisk, y que por su originalidad ha merecido ser la portada de tan prestigiosa revista. En dicho trabajo se aplica, por primera vez, la metabolómica (el estudio global del conjunto de los metabolitos de una célula) para monitorizar, en qué medida las células madre pluripotentes se han diferenciado a hepatocitos y cuál es su grado de diferenciación, al compararlo con el de hepatocitos adultos.

 La metabolómica, una herramienta muy potente

La metabolómica por espectrometría de masas (UPLC-MS) tiene la notable capacidad de medir con precisión cientos de metabolitos de las células y de esa manera poder compararlos con los que debiera tener un hepatocito diferenciado.

«La idea es conceptualmente simple», señala José V. Castell, iniciador de la idea, «analizamos el conjunto de los metabolitos presente en la célula madre, y a medida que avanza el proceso de diferenciación, para compararlos con los que tiene un hepatocito adulto. De esa comparación puede establecerse en qué medida la célula diferenciada expresa las funciones y se comporta como un hepatocito adulto, y todo ello puede ser expresado con un número representativo».

«Este trabajo ha requerido el desarrollo de un considerable número de estrategias analíticas y bioinformáticas muy innovadoras para poder cuantificar con precisión los cambios en el metaboloma y su relevancia metabólica», ha señalado Marta Moreno, primera firmante del trabajo. Por su parte, Guillermo Quintas, experto en espectrometría de masas, ha señalado «el reto personal creativo que ha supuesto el manejo de una ingente cantidad de información, y su elaboración, para que su interpretación fuera útil e intuitiva», «de tal manera que la herramienta permita a partir de ahora el que se pueda evaluar y optimizar las estrategias de diferenciación con un criterio cuantitativo» señaló Laia Tolosa coautora del trabajo.

La originalidad y novedad de esta estrategia, despertó el interés de los editores del Journal of Proteome Research que seleccionaron este trabajo para la portada de un número especial sobre nuevas aplicaciones de la metabolómica. Uno de los autores del trabajo, el estudiante de doctorado del Departamento de Bioquímica de la U de Valencia, Guillem García, es el autor de la composición gráfica de la portada que ha recibido la distinción de tan prestigiosa revista. La estética, simplicidad y composición de la figura ha recibido el beneplácito unánime. «Ha sido para mí una inyección de satisfacción autoestima y estímulo para mi carrera investigadora».

Hepatocitos de pacientes, obtenidos por reprogramación celular

La Unidad Mixta Universidad de Valencia-IIS La Fe de Hepatología Experimental y Trasplante Hepático tiene un largo recorrido y reconocimiento internacional en el estudio de la hepatotoxicidad de medicamentos. Muchos de los acontecimientos tóxicos lo son de naturaleza idiosincrática, y, por lo tanto, muy dependientes del individuo.

Disponer de un modelo celular de hepatocitos de ese determinado paciente que haya sufrido un episodio de hepatotoxicidad sería definitivo, pero la accesibilidad a hepatocitos del paciente (por ejemplo, a través de una biopsia) no es ética ni clínicamente realizable en estos pacientes. De esta manera, en la Unidad se han explorado diversas vías para generar hepatocitos a partir de otras células somáticas, más fácilmente accesibles del paciente: la generación de iPSC y su ulterior diferenciación a hepatocitos, o su reprogramación directa. Para guiar el proceso de diferenciación y saber cuán diferenciados están estos hepatocitos reprogramados es para lo que la herramienta descrita por los autores representa un paso adelante muy relevante.

mayo 19/2022 (Dicyt)

Referencia:

Moreno-Torres M., Kumar M., García-Llorens G., Quintás G., Tricot T. , Boon R., Tolosa L., Toprakhisar B.,  Chesnais F., Verfaillie C., and Castell J.V.: A Novel UPLC-MS Metabolomic Analysis-Based Strategy to Monitor the Course and Extent of iPSC Differentiation to Hepatocytes. J. Proteome Res. 2022, 21, 3, 702–712. January 4, 2022. https://doi.org/10.1021/acs.jproteome.1c00779

El estudio, publicado en la revista Nature, muestra que la piel generada a partir de células madre pluripotentes puede ser exitosamente injertada en un ratón desnudo para hacer crecer piel y folículos pilosos humanos. Ese descubrimiento podría conducir a futuros estudios de reconstrucción de la piel, modelado y tratamiento de enfermedades.

«Este es el primer estudio que demuestra que el cabello humano puede crecer completamente a partir de células madre en un plato de laboratorio, lo cual ha sido un objetivo de la comunidad de biología de la piel durante décadas», explica uno de los autores de la investigación, Karl Koehler.

Los hallazgos del grupo se originan en varios años de investigación con células madre dentro del Departamento de Otorrinolaringología – Cirugía de Cabeza y Cuello de la Escuela de Medicina de la Universidad de Indiana. En 2013, estos científicos crearon tejido del oído interno a partir de células madre embrionarias de ratones utilizando un método de cultivo celular tridimensional

En 2017, desarrollaron un método para cultivar tejido del oído interno a partir de células madre humanas, y en 2018, los investigadores cultivaron piel vellosa en un plato usando células madre de ratones, una primicia científica.

El equipo incubó células madre humanas durante 150 días

A través de la técnica de cultivo tridimensional desarrollada en experimentos anteriores, el equipo incubó células madre humanas durante unos 150 días en un grupo de células con forma de bola, llamado organoide de la piel. El interior del agregado de células representa la capa superior de la piel (la epidermis) y el exterior del racimo desarrolla la capa inferior de la piel (la dermis).

«Hemos desarrollado una nueva ‘receta de cocina’ para generar piel humana que produce folículos capilares después de unos 70 días de cultivo. Cuando los folículos pilosos crecen, las raíces se extienden hacia afuera en forma radial. Es una estructura de aspecto extraño, que parece casi como una criatura de las profundidades del mar con tentáculos que salen de ella«, argumenta Koehler.

Después del período de incubación, los investigadores probaron si los organoides de la piel podían integrarse en la piel de los ratones desnudos. Más de la mitad de los organoides que se injertaron en los ratones crecieron folículos de pelo humano. El organoide de la piel desarrollado a partir del cultivo es similar a la piel y el pelo del rostro del feto.

Los experimentos muestran que la piel generada por los organoides puede integrarse en la piel de los ratones, lo que sugiere aplicaciones potenciales en la reconstrucción de la piel y la cara. Los médicos suelen realizar injertos de piel en la cirugía, lo que significa la extracción de piel de una zona del cuerpo para transplantarla a la piel que ha sido herida. «Esto podría ser una enorme innovación, proporcionando una fuente potencialmente ilimitada de tejidos blandos y folículos capilares para cirugías reconstructivas», resaltan.

 junio 16/2020 (Redacción Médica)

Los hallazgos, publicados en línea en la revista Science Translational Medicine, sugieren que la técnica CRISPR-Cas9 puede ser prometedora como tratamiento para la diabetes, particularmente las formas causadas por una sola mutación genética, y también puede ser útil algún día Algunos pacientes con las formas más comunes de diabetes, como el tipo 1 y el tipo 2.

Los pacientes con síndrome de Wolfram desarrollan diabetes durante la infancia o la adolescencia y requieren rápidamente una terapia de reemplazo de insulina, que requiere inyecciones de insulina varias veces al día. La mayoría desarrolla problemas de visión y equilibrio, así como otros problemas, y en muchos pacientes, el síndrome contribuye a una muerte prematura.

Esta es la primera vez que CRISPR se ha utilizado para reparar el defecto genético causante de diabetes de un paciente y revertir con éxito la diabetes, asegura el investigador adjunto Jeffrey R. Millman, profesor asistente de medicina y de ingeniería biomédica en la Universidad de Washington.

Para este estudio, utilizamos células de un paciente con síndrome de Wolfram porque, conceptualmente, sabíamos que sería más fácil corregir un defecto causado por un solo gen, añade. Pero vemos esto como un paso hacia la aplicación de la terapia génica a una población más amplia, de pacientes con diabetes .

El síndrome de Wolfram es causado por mutaciones en un solo gen, lo que brinda a los investigadores la oportunidad de determinar si la combinación de tecnología de células madre con CRISPR para corregir el error genético también podría corregir la diabetes causada por la mutación.

Hace unos años, Millman y sus colegas descubrieron cómo convertir las células madre humanas en células beta pancreáticas. Cuando tales células encuentran azúcar en la sangre, secretan insulina. Recientemente, esos mismos investigadores desarrollaron una nueva técnica para convertir de manera más eficiente las células madre humanas en células beta que son considerablemente mejores para controlar el azúcar en la sangre.

En este estudio, tomaron los pasos adicionales para derivar estas células de los pacientes y usar la herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9 en esas células para corregir una mutación en el gen que causa el síndrome de Wolfram (WFS1). Luego, compararon las células editadas por genes con las células beta secretoras de insulina del mismo lote de células madre que no habían sido editadas con CRISPR.

En el tubo de ensayo y en ratones con una forma severa de diabetes, las células beta recién desarrolladas que fueron editadas con CRISPR secretaron insulina de manera más eficiente en respuesta a la glucosa. La diabetes desapareció rápidamente en ratones con las células editadas con CRISPR implantadas debajo de la piel, y los niveles de azúcar en sangre de los animales se mantuvieron en el rango normal durante los seis meses completos en que fueron monitoreados.

Los animales que recibieron células beta sin editar permanecieron diabéticos. Sus células beta recientemente implantadas podrían producir insulina, pero no lo suficiente como para revertir su diabetes.

Básicamente pudimos usar estas células para curar el problema, produciendo células beta normales al corregir esta mutación, dijo el investigador co-investigador principal Fumihiko Urano, profesor de Patología e Inmunología.

Es una prueba de concepto que demuestra que corrigiendo defectos genéticos que causan o contribuyen a la diabetes, en este caso, en el gen del síndrome de Wolfram, podemos producir células beta que controlan de manera más efectiva el azúcar en la sangre, asegura. También es posible corregir la genética defectos en estas células, podemos corregir otros problemas que experimentan los pacientes con síndrome de Wolfram, como discapacidad visual y neurodegeneración.

En el futuro, usar CRISPR para corregir ciertas mutaciones en las células beta puede ayudar a los pacientes cuya diabetes es el resultado de múltiples factores genéticos y ambientales, como el tipo 1, causado por un proceso autoinmune que destruye las células beta, y el tipo 2, que está muy cerca vinculado a la obesidad y un proceso sistémico llamado resistencia a la insulina.

Estamos entusiasmados con el hecho de que pudimos combinar estas dos tecnologías: cultivar células beta a partir de células madre pluripotentes inducidas y usar CRISPR para corregir defectos genéticos –reconoce Millman–. De hecho, descubrimos que las células beta corregidas no se podían distinguir de las células beta hechas de células madre de personas sanas sin diabetes.

En el futuro, el proceso de hacer células beta a partir de células madre debería ser más fácil, dijeron los investigadores. Por ejemplo, los científicos han desarrollado métodos menos intrusivos, haciendo células madre pluripotentes inducidas a partir de sangre, y están trabajando en el desarrollo de células madre a partir de muestras de orina.

En el futuro, prosigue Urano, es posible que podamos tomar algunos mililitros de orina de un paciente, producir células madre que luego podamos convertir en células beta, corregir mutaciones en esas células con CRISPR y trasplantarlas nuevamente en el paciente y curar su diabetes en nuestra clínica. Las pruebas genéticas en pacientes con diabetes nos guiarán a identificar genes que deben corregirse, lo que conducirá a una terapia genética regenerativa personalizada.

abril 23/ 2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

En este estudio, realizado en el Centro de Investigaciones sobre el Genoma Humano y Células Madre (CEGH-CEL) , un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID),  financiado por la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo – FAPESP y con sede en la Universidad de São Paulo (USP), se combinaron técnicas de bioingeniería, tales como la reprogramación celular y la producción de células madre pluripotentes, con la bioimpresión 3D. Esta estrategia permitió que el tejido elaborado en la impresora mantuviera las funciones hepáticas durante un período más extenso que el registrado en trabajos anteriores de otros grupos.

Aún existen etapas que deben alcanzarse hasta que obtengamos un órgano completo, pero estamos en un camino sumamente prometedor. En un futuro cercano, es posible que, en lugar de esperar por un trasplante de órgano, se puedan emplear células de la propia persona y reprogramarlas para construir un nuevo hígado en laboratorio. Otra ventaja importante reside en que, debido a que son células del propio paciente, las probabilidades de rechazo serían nulas teóricamente”, dijo Mayana Zatz, coordinadora del CEGH-CEL y coautora del artículo publicado en la revista Biofabrication.

La innovación de este estudio radica en la forma de incluir a las células en la biotinta utilizada para formar el tejido en la impresora 3D. “En lugar de imprimir células individualizadas, desarrollamos una manera de agruparlas antes de la impresión. Esos grumitos  de células o esferoides constituyen el tejido y mantienen su funcionalidad durante mucho más tiempo”, explicó Ernesto Goulart, posdoctorando en el Instituto de Biociencias de la USP y primer autor del artículo.

De este modo, se evita un problema común en la mayoría de las técnicas de bioimpresión de tejidos humanos: la pérdida paulatina del contacto entre las células y, por consiguiente, la de la funcionalidad del tejido.

En este estudio, la formación de los esferoides se concreta desde el proceso de diferenciación, cuando las células pluripotentes se transforman en células del tejido hepático (hepatocitos, células vasculares y células mesenquimales). “El proceso de diferenciación comienza cuando se agrupan las células. Se las cultiva en agitación y espontáneamente forman agrupamientos”, dijo Goulart.

Un hígado en 90 días

De acuerdo con los investigadores, el proceso completo, desde la extracción de la sangre del paciente hasta la obtención del tejido funcional, tarda aproximadamente 90 días, y puede dividírselo en tres etapas: diferenciación, impresión y maduración.

De entrada, los investigadores reprograman las células sanguíneas para que retornen a un estadio de pluripotencia característico de las células madres (células madre pluripotentes inducidas o iPS, la técnica que le redituó el Premio Nobel de Medicina al científico japonés Shinya Yamanaka en 2012). Luego les inducen su diferenciación en células hepáticas.

Se mezclan luego los esferoides con la biotinta, una especie de hidrogel, y se los imprime. Las estructuras resultantes pasan por un período de maduración en cultivo que se extiende durante 18 días.

“La deposición de los esferoides durante la impresión se produce en tres ejes, algo necesario para que el material adquiera volumen y que el tejido tenga sostén. Posteriormente se concreta una reacción de reticulado para que la impresión, que posee la consistencia de un gel, se enrigidezca a punto tal de que pueda manipulársela o incluso suturársela”, dijo Goulart.

En la mayoría de los métodos disponibles para la impresión de tejidos vivos se aplica la inmersión y la dispersión celular dentro de un hidrogel para recapitular el microambiente y la funcionalidad del tejido. No obstante, se comprobó que al efectuar la dispersión célula por célula, la tendencia indica que se registra una pérdida del contacto celular y de la funcionalidad.

“Es un proceso un tanto traumático para las células, que requieren de un tiempo para acostumbrarse al ambiente y adquirir su funcionalidad. En esa etapa, aún no constituyen un tejido, pues están dispersas; pero, tal como pudimos constatarlo, ya poseen la capacidad para desintoxicar a la sangre y también para producir y secretar albúmina [una proteína elaborada exclusivamente por el hígado, por ejemplo”, declaró Goulart.

En el estudio, los investigadores desarrollaron los minihígados utilizando como materia prima células sanguíneas de tres voluntarios. Se compararon marcadores relacionados con la funcionalidad, tales como el mantenimiento del contacto celular, la producción y la liberación de proteínas. “Los esferoides funcionan mucho mejor que los obtenidos mediante dispersión célula por célula. Tal como estaba previsto, durante la maduración, los marcadores de la función hepática no disminuyeron”, dijo.

Si bien el estudio se ciñó a la producción de hígados en miniatura, Goulart estima que será posible producir órganos enteros en el futuro, y que podría trasplantárselos. “Hicimos este trabajo a una escala mínima, pero con inversiones e interés, será mucho fácil escalonarlo”, dijo.

enero 28/2020 (Dicyt)

La importancia de implementar en la rutina de los laboratorios un método de monitoreo -capaz de confirmar la identidad de cada linaje celular y detectar eventuales casos de cambio de material o contaminación cruzada- fue el tema de un artículo publicado en la revista Stem Cell Research por científicos de la Universidad de São Paulo (USP) que trabajan en el Laboratorio Nacional de Células Madre Embrionarias de Brasil (LaNCE).

“Analizamos los distintos métodos de monitoreo disponibles comercialmente. Y demostramos que mediante el análisis de marcadores de tipo STR [Short Tanden Repeat, o regiones repetitivas polimórficas], con aparatos sencillos y de bajo costo, es posible crear una especie de código de barras capaz de diferenciar a cada individuo”, comentó Lygia da Veiga Pereira, coordinadora del LaNCE e investigadora del Centro de Terapia Celular (CTC), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPIDs) que la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo – FAPESP financia.

En 2016, el equipo del LaNCE empezó a desarrollar una colección de células madre pluripotentes capaz de reflejar la mezcla genética de la población brasileña. Los linajes se generan con base en muestras de sangre donadas por participantes en el estudio multicéntrico ELSA-Brasil (Estudio Longitudinal de Salud del Adulto), que se viene realizando desde 2008 en seis universidades brasileñas de distintos estados del país. En total se lleva adelante el seguimiento 15 105 varones y mujeres con edades entre 35 y 74 años.

“Tenemos material congelado de 2000 participantes y hemos generado linajes de células iPS a partir de 60 de esos individuos”, dijo Da Veiga Pereira.

El equipo del LaNCE hace uso de una técnica premiada con el Nobel de Medicina en 2012 y descrita en 2006 por Shinya Yamanaka, de la Universidad de Kioto, en Japón. Este método consiste en insertar en células adultas -en ese caso, células de la sangre periférica de los voluntarios del ELSA- ciertas proteínas capaces de reprogramar el genoma celular.

Esos factores de transcripción, tal el nombre con que se los conoce, activan genes relacionados con el estadio embrionario de las células y desconectan otros genes que deberían estar activos luego de la madurez. Así se crean células madre pluripotentes inducidas que pueden -con el debido estímulo- diferenciarse en los más diversos tejidos del cuerpo humano.

“Contamos con células de aproximadamente 200 personas que padecen hipertensión. Algunas de éstas responden bien al tratamiento, en tanto que otras son resistentes. Uno de nuestros objetivos consiste en usar los linajes generados para estudiar la respuesta a medicamentos antihipertensivos”, comentó la investigadora.

El uso de células iPS en el modelado de enfermedades y en el descubrimiento de nuevos fármacos se ha venido mostrando bastante prometedor. Sin embargo, este tipo de investigación implica una manipulación concomitante de células de distintos individuos, lo cual eleva las probabilidades de contaminación cruzada.

Datos existentes en la literatura científica indican que errores de identificación afectan al menos al 15 % de los linajes analizados, con impactos sobre la validez de una parte significativa de los descubrimientos científicos.

Según Da Veiga Pereira, la adopción de métodos de monitoreo de la identidad celular constituye actualmente una rutina en los grandes repositorios públicos de células, pero éstos son aún raros en los laboratorios de las universidades y de los centros de investigación.

“Cuando empezamos a montar nuestra colección, surgió la preocupación de incluir ese monitoreo como parte de nuestro control de calidad. Decidimos entonces estudiar cuál de las opciones disponibles era más ventajosa en términos de practicidad y costo”, dijo la coordinadora del LaNCE.

Las plataformas de monitoreo más sofisticadas, según explicó Da Veiga Pereira, evalúan alrededor de un millón de marcadores moleculares de tipo polimorfismos de un solo nucleótido (SNPs), y generan un perfil genético de la muestra celular bastante extenso y detallado.

“La desventaja reside en que se trata de un método caro. Además se hace necesario enviar las muestras para su evaluación en otro lado. Por eso decidimos poner a prueba métodos más antiguos y más sencillos”, explicó.

Entre las opciones examinadas, el grupo optó por la tecnología hasta ahora más utilizada en estudios de ADN en todo el mundo, que consiste en analizar marcadores de tipo STR, que son únicos en cada individuo. Este método requiere el empleo de aparatos relativamente fáciles de hallar en facilities de biología molecular: de PCR (reacción en cadena de la polimerasa) y secuenciadores de ADN. Su costo se ubica en alrededor de 50 dólares por linaje, un monto aceptable, a juicio Da Veiga Pereira.

“Este método permite crear una especie de código de barras a partir de 15 marcadores que suministran un patrón específico de cada individuo. Posteriormente podemos comparar el patrón del linaje celular y ver si combina con el del ADN presente en la muestra de sangre del donante. La idea es efectuar esa verificación de tiempo en tiempo”, explicó.

Durante los análisis que dieron origen al artículo que ahora ha salido publicado, el equipo del LaNCE detectó dos casos de linajes celulares identificados erróneamente.

“La creación de este código de barras permite que otros grupos de investigación -en caso de que compartamos nuestro material con colaboradores- también efectúen la verificación de la identidad celular con una cierta frecuencia”, dijo Da Veiga Pereira.
junio 17/2018 (dicyt.com)

Referencia bibliográfica

Monitoring cell line identity in collections of human induced pluripotent stem cells

El trabajo publicado en Cells ,  revela conexiones funcionales muy importantes entre la regulación epigenética del genoma humano, las rutas de señalización celular y el fenómeno de heterogeneidad intercelular en células madre pluripotentes. Mediante el uso de técnicas de epigenómica, se ha analizado la función de un regulador epigenético (Jarid2) en la creación de variabilidad intercelular en poblaciones de células madre pluripotentes.

Los resultados muestran que Jarid2 es un factor esencial para que las células pluripotentes mantengan una interacción adecuada con las células de su entorno y puedan así llevar a cabo procesos de diferenciación celular de manera eficiente y coordinada. Además, Jarid2 regula la heterogeneidad y función de las células pluripotentes a través de rutas de señalización tradicionalmente implicadas en diversos tipos de cáncer, por lo que el estudio también es relevante en el contexto de esta enfermedad.

febrero 06 / 2016 (Neurología)

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2016/02/09/las-celulas-madre-pluripotentes-una-alternativa-prometedora-para-el-tratamiento-de-trastornos-neurodegenerativos/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/09/14/nuevos-datos-sobre-las-celulas-madre-pluripotentes/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/09/14/nuevos-datos-sobre-las-celulas-madre-pluripotentes/#comments Mon, 14 Sep 2015 06:03:25 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=44830 Un equipo internacional de científicos ha aportado nuevos datos sobre las células madre pluripotentes, una alternativa prometedora para el tratamiento de distintas enfermedades y, en especial, de patologías inducidas por daño o degeneración de los tejidos, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson o el infarto cerebral.

El estudio revela conexiones funcionales muy importantes entre la regulación epigenética del genoma humano, las rutas de señalización celular y el fenómeno de heterogeneidad intercelular en células madre pluripotentes.

Según los autores, una de las grandes barreras para la aplicación segura y exitosa de esta tecnología a entornos clínicos es la naturaleza heterogénea de las poblaciones de células madre; variaciones funcionales entre células de una misma población generan grandes diferencias en su comportamiento que podría conllevar el fallo de la terapia, e incluso el desarrollo de nuevas enfermedades.

Mediante el uso de técnicas punteras en epigenómica, los científicos han analizado la función de un regulador epigenético (Jarid2) en la creación de variabilidad intercelular en poblaciones de células madre pluripotentes. Los resultados muestran que Jarid2 es un factor esencial para que las células pluripotentes mantengan una interacción adecuada con las células de su entorno y puedan así llevar a cabo procesos de diferenciación celular de manera eficiente y coordinada. Además, Jarid2 regula la heterogeneidad y función de las células pluripotentes a través de rutas de señalización tradicionalmente implicadas en diversos tipos de cáncer, por lo que el estudio también es relevante en el contexto de esta enfermedad

septiembre 12/ 2015 (SINC)

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/09/14/nuevos-datos-sobre-las-celulas-madre-pluripotentes/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/09/08/un-estudio-aporta-nuevos-datos-sobre-las-celulas-madre-pluripotentes/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/09/08/un-estudio-aporta-nuevos-datos-sobre-las-celulas-madre-pluripotentes/#comments Tue, 08 Sep 2015 06:04:52 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=44684 Un equipo internacional de científicos ha aportado nuevos datos sobre las células madre pluripotentes, una alternativa prometedora para el tratamiento de distintas enfermedades y, en especial, de patologías inducidas por daño o degeneración de los tejidos, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson o el infarto cerebral.

El estudio que se publica en Cell Rep , revela conexiones funcionales muy importantes entre la regulación epigenética del genoma humano, las rutas de señalización celular y el fenómeno de heterogeneidad intercelular en células madre pluripotentes. Según los autores, una de las grandes barreras para la aplicación segura y exitosa de esta tecnología a entornos clínicos es la naturaleza heterogénea de las poblaciones de células madre; variaciones funcionales entre células de una misma población generan grandes diferencias en su comportamiento que podría conllevar el fallo de la terapia, e incluso el desarrollo de nuevas enfermedades.

Mediante el uso de técnicas punteras en epigenómica, los científicos han analizado la función de un regulador epigenético (Jarid2) en la creación de variabilidad intercelular en poblaciones de células madre pluripotentes. Los resultados muestran que Jarid2 es un factor esencial para que las células pluripotentes mantengan una interacción adecuada con las células de su entorno y puedan así llevar a cabo procesos de diferenciación celular de manera eficiente y coordinada. Además, Jarid2 regula la heterogeneidad y función de las células pluripotentes a través de rutas de señalización tradicionalmente implicadas en diversos tipos de cáncer, por lo que el estudio también es relevante en el contexto de esta enfermedad

septiembre 07/ 2015 (SINC)

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/09/08/un-estudio-aporta-nuevos-datos-sobre-las-celulas-madre-pluripotentes/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/03/16/definen-el-genoma-a-escala-nanometrica-mediante-una-nueva-tecnica-de-microscopia/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/03/16/definen-el-genoma-a-escala-nanometrica-mediante-una-nueva-tecnica-de-microscopia/#comments Mon, 16 Mar 2015 06:03:54 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=40567 Investigadores del de Regulación Genómica (CRG) y el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona visualizan cómo los nucleosomas se empaquetan en grupos irregulares a través de la cromatina

Las fibras de cromatina que constituyen nuestro genoma llevan ADN y proteinas histonas, que cada cierto tramo se unen formando los denominados nucleosomas. Éstos, a su vez, son como huevos que se pueden unir en nidos de distintos tamaños a lo largo de la hebra. Todo este entramado se conocía, pero ahora se presenta una técnica que permite observar la organización de la cromatina dentro del núcleo celular de una forma no invasiva y con un detalle sin precedentes.

Por primera vez, científicos del Centro de Regulación Genómica y el Instituto de Ciencias Fotónicas han sido capaces de visualizar, e incluso contar, los nucleosomas y analizar sus empaquetamientos.  El estudio, que se publica en Cell, ha sido posible gracias al uso de la microscopía de superresolución STORM, una técnica óptica de última generación que recibió el Premio Nobel de Química en 2014.

En combinación con aproximaciones cuantitativas innovadoras y simulaciones numéricas, los científicos también fueron capaces de definir la arquitectura del genoma a escala nanométrica. En concreto, encontraron que los nucleosomas se empaquetan en grupos irregulares a través de la cromatina y que están separados por regiones de DNA libres de nucleosomas.

«La técnica STORM supera el límite de difracción, factor que normalmente limita la resolución espacial de los microscopios convencionales, y nos permite definir con precisión la estructura de la fibra de cromatina», afirma la profesora Melike Lakadamyali, líder de grupo en el Instituto de Ciencias Fotónicas.

Mediante la comparación entre células madre y células somáticas (ya especializadas en su papel, como las de los músculos, huesos o el sistema nervioso), la técnica ha permitido observar diferencias considerables en la arquitectura de sus fibras de cromatina.

La profesora Pia Cosma, jefe de grupo y profesora de investigación ICREA en el Centro de Regulación Genómica, explica: «Encontramos que las células madre tienen una estructura de la cromatina diferente de células somáticas o especializadas. Esta diferencia se correlaciona con el nivel de pluripotencia; cuanto más pluripotente es una célula, menos denso es su empaquetado. Esto nos da nuevas pistas para entender el funcionamiento de las células madre así como su estructura genómica, que serán de gran utilidad, por ejemplo, para el estudio de la reprogramación celular».

El equipo ha detectado que el ADN no se empaqueta regularmente con nucleosomas, sino que los nucleosomas se empaquetan en grupos de diferentes tamaños, definidos en inglés como nucleosome clutches o puestas de nucleosomas –en referencia las puestas de huevos que pueden variar en cantidad–. Encontraron que las células madre pluripotentes tienen, en promedio, puestas con menos densidad de nucleosomas. Además, el tamaño de la puesta está relacionado con el potencial pluripotente de las células madre: cuanto más pluripotente es la célula, menos nucleosomas están incluidos en sus puestas.

A pesar de que todas las células de nuestro cuerpo contienen la misma información genética, no se expresan todos los genes al mismo tiempo. Por lo tanto, cuando una célula se especializa, algunas de las regiones de ADN se silencian o se encuentran menos accesibles a la molécula que lee el genoma: la ARN polimerasa. Según la especialización de las células, se producirán diferentes niveles de empaquetamiento del ADN.

Según sus autores, este nuevo estudio establece una nueva comprensión de cómo se configura y se empaqueta la fibra de cromatina formando una estructura específica de ADN en cada célula. A su vez, contribuye definitivamente a la comprensión de una nueva característica de las células madre y su estructura de ADN, que es importante para mantener un estado pluripotente inducido.

Los investigadores de Instituto de Ciencias Fotónicas y del  Centro de Regulación Genómica han conseguido varios hitos nunca antes planteados en los campos de la microscopía o la fotónica así como en la biología molecular y la biomedicina. En este marco, han presentado conjuntamente una patente y ahora están explorando oportunidades de negocio para comercializar el proceso de clasificación del estado stemness o capacidad de ser células madre, es decir, el grado de pluripotencia de las células.

Esta técnica podría determinar,el potencial de pluripotencia de las células madre a un nivel de precisión de una sola célula, pudiendo convertirse en un método  de control de calidad de las células madre antes de su uso en terapia celular o en investigación biomédica.

La investigación ha sido llevada a cabo por las científicas del Centro de Regulación Genómica Maria Aurelia Ricci y la profesora Cosma junto con los investigadores Carlo Manzo, María García-Parajo y Melike Lakadamyali del Instituto de Ciencias Fotónicas.

Este trabajo, que demuestra el éxito de la colaboración entre biólogos y físico, ha sido apoyado por la Fundación Cellex, el Consorcio de Redes de Excelencia de Sistemas de Microscopía, el Consejo Europeo de Investigación y el programa Human Frontier Science Program.

Marzo 13 / 2015 (SINC)

«Usar la tecnología de las células madre pluripotentes (iPS) permite modelar demencias que afectan a los pacientes en etapas tardías de su vida», ha dicho Catherine Verfaillie, investigadora principal del estudio de la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica).

«Los modelos de células iPS pueden ser utilizados para entender mejor la demencia y, en particular, la demencia frontotemporal, y podrían ayudar al desarrollo de terapias que eliminen o reduzcan la degeneración de las neuronas corticales», ha explicado Verfaillie.

El equipo de Verfaillie y Philip Van Damme, del Instituto de Investigación de Neurociencia y Enfermedad de Lovaina (Bélgica) ha llegado a esta conclusión tras crear células iPS de tres pacientes con una mutación en el gen GRN. Estas células fueron después modificadas para convertirse en neuronas corticales, las más afectadas por la demencia frontotemporal.

Los resultados del estudio, que han sido publicados en Stem Cell Reports (doi.org/10.1016/j.stemcr.2014.12.001), demuestran según los investigadores que la mutación de este gen causa un defecto en la neurona cortical al alterar la vía de señalización Wnt.

«Nuestros descubrimientos sugieren que los eventos de señalización requeridos para el desarrollo neuronal podrían también tener un papel importante en la degeneración», ha dicho Van Damme, que ha asegurado que «utilizar estas vías de señalización, como en este caso la vía Wnt, podría resultar en la creación de nuevas terapias contra este tipo de demencia».
enero 2/2015 (Diario Médico)

Susanna Raitano,Laura Ordovàs,Louis De Muynck,Wenting Guo,Ira Espuny-Camacho,Martine Geraerts.Restoration of Progranulin Expression Rescues Cortical Neuron Generation in an Induced Pluripotent Stem Cell Model of Frontotemporal Dementia.Stem Cell Reports.Dic 31 2014

Esta primera generación de organoides gástricos tridimensionales humanos ofrece  nuevas oportunidades para el estudio de fármacos en desarrollo y para mejorar la comprensión de las primeras fases del cáncer gástrico, así como de la diabetes tipo 2, entre otras enfermedades, según destaca Jim Wells, principal investigador del estudio y científico de las divisiones de Biología del Desarrollo y Endocrinología en el Hospital de Cincinnati.

De hecho, y en colaboración con investigadores de la Universidad de Cincinnati, el equipo de Wells ha generado los organoides gástricos para poder estudiar la infección por «Helicobacter pylori», principal causa de úlcera péptica y cáncer de estómago.

Los modelos animales no son los idóneos para estudiar enfermedades como la citada infección bacteriana, recuerdan los autores del trabajo, puesto que hay marcadas diferencias anatómicas y que atañen al funcionamiento de los órganos entre especies. Los organoides son estructuras complejas, tridimensionales y contienen diferentes tipos de células humanas que los acercan a las características funcionales de los tejidos humanos.

«Hasta ahora, nadie había generado células gástricas a partir de células madre pluripotentes humanas», apunta Wells, y destaca que también es la primera vez que se logra producir un primordio del estómago. Con esta técnica podrían obtenerse otros primordios, de pulmón o páncreas, por ejemplo, para identificar las causas que conducen a una formación anómala de los órganos.

«Helicobacter pylori»
La primera enfermedad que han estudiado con este nuevo modelo de investigación es la infección por «H. pylori». A los científicos les ha llamado la atención cómo en 24 horas la bacteria indujo cambios bioquímicos en los tejidos epiteliales del estómago. Entre los efectos, destacaron la activación del gen asociado al cáncer c-Met, así como una rápida expansión del patógeno por el epitelio.
octubre 30/2014 (Diario Médico)

Nota: El artículo completo se puede consultar a través de Hinari.