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Avances Científicos

- Todo gran avance de la ciencia es el resultado de una nueva audacia de la imaginación.

Categoría: Células Madre

14 Septiembre 2013

Logran que células madre adultas retrocedan al estado embrionario


Manuel Serrano y María Abad, dos de los científicos que han realizado la investigación / Efe

Un equipo de científicos del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha conseguido que células adultas de un organismo vivo retrocedan en su desarrollo evolutivo y recuperen características propias de las células madre embrionarias.

La investigación, cuyas conclusiones publica la revista 'Nature', ha permitido reproducir en ratones una técnica ya aplicada 'in vitro' por el científico japonés Shinya Yamanaka, quien consiguió gracias a esos avances el Nobel de Medicina del pasado año.

Ahora, un equipo de científicos liderado por Manuel Serrano, director del Programa de Oncología Molecular del CNIO, ha conseguido esas células madre embrionarias con características de células "totipotentes", un estado primitivo que nunca antes se había conseguido en un laboratorio.

Las células madre embrionarias, ha subrayado el CNIO, son la principal apuesta para la futura medicina regenerativa, y las únicas capaces de generar cualquier tipo celular de los que conforman un organismo adulto, por lo que constituyen el primer paso para la curación del alzheimer, el parkinson o la diabetes.

Las células madre embrionarias tienen una existencia muy breve, limitada a los primeros días del desarrollo embrionario, y no existen en ninguna parte del organismo adulto.

El CNIO ha observado que uno de los mayores hitos en la investigación biomédica fue el que protagonizó Yamanaka en 2006, cuando consiguió crear en el laboratorio células madre embrionarias (células madre pluripotentes inducidas 'in vitro') a partir de células adultas.

Capaces de generar un embrión
Los investigadores españoles han dado un paso más, al conseguir lo mismo que el científico japonés, pero en este caso dentro del propio organismo, en ratones, sin necesidad de pasar por las placas de cultivo 'in vitro', ha subrayado el CNIO, y ha destacado que la generación de este tipo de células dentro de un organismo vivo acerca aún más esta tecnología a la medicina regenerativa.

Manuel Serrano ha precisado que esta investigación ha permitido describir que las células reprogramadas en el interior de un organismo vivo tienen propiedades "extraordinarias" que las acercan a las células "totipotentes" en el sentido de que serían capaces de producir placenta.

Sólo estas células "totipotentes", ha explicado Manuel Serrano, son capaces de dar lugar a un embrión completo (el feto y los tejidos de soporte extraembrionarios como la placenta), pero "a día de hoy no se sabe cómo cultivarlas ni cómo generarlas".

Sí se pueden cultivar y se sabe cómo generar en laboratorio las células pluripotentes, pero el científico ha incidido en que éstas son capaces de producir el feto completo pero no tejidos de soporte como la placenta.

No obstante, las células reprogramadas "no son realmente totipotentes, o si lo son no lo hemos podido demostrar", ya que esa demostración pasa por generar un animal completo (feto y tejidos de soporte), "y eso aún no lo hemos conseguido", ha aclarado Serrano.

El CNIO ha detallado que el desafío de los investigadores españoles fue reproducir el experimento de Shinya Yamanaka en un ser vivo y que para ello escogieron al ratón como organismo modelo.

Con técnicas de manipulación genética, los científicos crearon ratones en los que se pueden activar los cuatro genes del experimento de Yamanaka, y al activarlos comprobaron que las células adultas eran capaces de retroceder en su desarrollo evolutivo hasta células madre embrionarias en múltiples tejidos y órganos.

Los autores han recalcado que las posibles aplicaciones terapéuticas están todavía lejos, pero sí han admitido que este trabajo puede significar un cambio en el rumbo de las investigaciones con células madre, en la medicina regenerativa o en la ingeniería de tejidos.

"Nuestras células madre sobreviven también fuera de los ratones, en cultivo, por lo que podríamos, además, manipularlas en el laboratorio", ha señalado Abad, y ha anunciado que el siguiente paso es estudiar si estas nuevas células madre son capaces de generar de una forma más eficiente distintos tejidos, como páncreas, hígado o riñón.

El trabajo ha contado con financiación del Ministerio de Economía y Competitividad, el European Research Council, la Comunidad de Madrid, la Fundación Botín, la Fundación AXA y la Fundación Ramón Areces, y en el mismo han colaborado científicos del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares.

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6 Septiembre 2013

Científicos desarrollan cerebros humanos de 4 milímetros a partir de células madre

Estos pequeños cerebros humanos tridimiensionales, de cuatro milímetro de diámetro, aportan importantes avances sobre el estudio de enfermedades neurológicas del durante las etapas más tempranas de su desarrollo.


El desarrollo de varias regiones del cerebro, con las células madre en rojo. | Foto: EFE

Un equipo de científicos europeos ha desarrollado pequeños cerebros humanos tridimensionales, de cuatro milímetros de diámetro, a partir de células madre pluripotentes que ayudarán a profundizar en el estudio de las enfermedades neurológicas, informó este miércoles la revista científica "Nature".

Estos órganos artificiales, fruto de una investigación conjunta de la Universidad de Bonn (Alemania) y el Instituto de Biotecnología Molecular de Viena (Austria), aportan importantes avances sobre el desarrollo del cerebro durante las etapas más tempranas y sus patologías.

La complejidad del cerebro humano ha impedido avanzar más en el estudio de las enfermedades neurológicas, por lo que era "necesario un sistema celular que simulara las complejas características de este órgano para estudiarlo en profundidad", explicó a los medios el alemán Juergen Knoblich, jefe del proyecto.

"Este planteamiento puede superar algunas de las limitaciones que encontramos cuando experimentamos con el cerebro de los animales, ya que no comparte las mismas peculiaridades del cerebro humano", añadió el científico. Estos microcerebros, que incluyen la corteza cerebral que cubre los dos hemisferios, están formados por diferentes tejidos dispuestos en capas, cuya organización guarda muchas semejanzas con la de un cerebro en sus etapas más tempranas de desarrollo.

Para demostrar la utilidad de este sistema celular, los científicos analizaron las diferentes enfermedades neurológicas que tienen lugar cuando el cerebro se encuentra en pleno desarrollo, como la microcefalia. Este trastorno neurológico, que carece de un tratamiento para revertir sus síntomas, provoca que el tamaño de la cabeza de las personas afectadas sea considerablemente menor al que debería tener en relación con su edad y sexo.

A partir de células madre pluripotentes, el equipo de investigadores añadió al sistema inicial una serie de células procedentes de pacientes que padecían microcefalia para obtener un cerebro característico de una persona con esta enfermedad. Los científicos encontraron así que en los cerebros con esta dolencia las células precursoras de las neuronas dejaban de proliferar demasiado pronto, un defecto que podría explicar algunas de las causas de la microcefalia.

"Este fenómeno no tiene lugar de la misma forma cuando experimentamos con ratones, ya que ningún animal presenta la misma expansión neuronal que el ser humano", concluyó Knoblich. Estos pequeños órganos artificiales no presentan las mismas funciones mentales que un cerebro humano corriente, si bien el grupo de científicos no descarta progresar en esa línea, así como profundizar en otro tipo de enfermedades neurológicas.

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28 Marzo 2013

Células madre viables obtenidas mediante partenogénesis

La partenogénesis es una forma de reproducción asexual en la que óvulos no fecundados comienzan a desarrollarse como si hubieran sido fecundados. Se produce de modo natural en muchas plantas y en ciertos invertebrados (algunas abejas, escorpiones, avispas parásitas) y vertebrados (algunos peces, reptiles y anfibios), pero no se produce de forma natural en los mamíferos.

En 2007, unos investigadores consiguieron inducir químicamente en óvulos humanos la partenogénesis. El sistema obtenido por partenogénesis tiene propiedades similares a las de un embrión, pero no puede continuar adelante con su desarrollo.

En una nueva investigación, llevada a cabo por el equipo de Wolfram Zimmerman y sus colegas de la Universidad Georg-August en Gotinga, Alemania, se ha demostrado ahora que las células del sistema obtenido por partenogénesis funcionan como células madre embrionarias, y mantienen la capacidad de convertirse en diferentes tipos de tejidos.

Además, los autores de este nuevo estudio usaron células madre obtenidas por partenogénesis para crear cardiomiocitos y músculo cardiaco (miocardio) que exhibía las propiedades estructurales y funcionales del miocardio normal.

El miocardio así obtenido pudo ser utilizado para ser injertado en las ratonas que habían aportado los óvulos para la partenogénesis.

Los resultados de esta investigación demuestran por tanto que las células madre obtenidas por partenogénesis se pueden utilizar para la ingeniería de tejidos.

Fuente:http://noticiasdelaciencia.com

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18 Marzo 2013

Científicos estudian las moléculas que regulan las células madre neurales

Isabel Fariñas, investigadora de la Universidad de Valencia. (Foto: DICYT)

Isabel Fariñas, investigadora del Departamento de Biología Celular de la Universidad de Valencia (España), está entre los científicos españoles más relevantes en el campo de las Neurociencias. Desde hace años estudia las células madre neurales, es decir, las células con potencial para formar y regenerar los tejidos del sistema nervioso y el cerebro. Este campo es prometedor si se piensa en futuras terapias contra enfermedades neurodegenerativas, pero su desarrollo aún presenta muchos obstáculos, según ha explicado la investigadora en Salamanca.

"Como todos los trabajos en células madre adultas en los distintos órganos y tejidos, es un campo de investigación muy activo porque comprenderlas nos permitiría, en el terreno de la medicina regenerativa, poder cultivarlas para expandirlas y generar células potencialmente aptas para el trasplante", afirma la experta en declaraciones a DiCYT. Sin embargo, para poder utilizar estas células, "hay que conocer cómo funcionan endógenamente, en nuestro organismo, lo que nos ayudaría a cultivarlas mejor", y a ello se dedica su laboratorio.

Por otra parte, "parece ser que la pérdida de actividad de estas células podría estar relacionado con el deterioro de los tejidos que acontece con el envejecimiento, con lo cual, entender sus propiedades y cómo se regulan puede tener efectos en cómo entendemos y cómo podemos abordar los estudios sobre envejecimiento".

Además, hoy en día se piensa que al menos una buena parte de los tumores en humanos pueden proceder de células madre que se transforman en células tumorales y que, por lo tanto, dado su potencial para proliferar, basta que se desregulen muy pocas de estas células para iniciar un cáncer o provocar una recaída, también en el caso de tumores del cerebro. Por eso, "vale la pena estudiar qué pasa cuando las células madre están desreguladas", señala Isabel Fariñas, que ha participado en el Simposio Internacional ‘Mecanismos de los factores neurotróficos en la salud y la enfermedad', organizado la Fundación Ramón Areces esta semana en el Instituto de Neurociencias de Castilla y León (Incyl) de la Universidad de Salamanca, y que ahora ha ofrecido también un seminario de investigación en el Instituto de Biología Funcional y Genómica (IBFG), centro mixto del CSIC y la institución académica salmantina.

 IsabLlegar a conocer más sobre las células madre del cerebro tiene diversas implicaciones y el grupo de Isabel Fariñas está realizando importantes aportaciones en los últimos años, con trabajos destacados publicados por revistas científicas como Nature. "Somos un grupo de investigación básica, trabajamos en ratón porque nos permite realizar modificaciones genéticas en el animal y estudiamos cómo las moléculas que están en el entorno de esas células madre en el cerebro adulto regulan su comportamiento. Son estudios de base, pero identifican moléculas, vías de señalización y reguladores intrínsecos que regulan su funcionamiento", comenta.

En cualquier caso, identificar esas moléculas no quiere decir que automáticamente estos descubrimientos se puedan trasladar a la biología humana. El uso de células madre para reparar tejidos del sistema nervioso choca con varios problemas, de manera que este tipo de terapia celular "ni siquiera ha atraído a las compañías farmacéuticas".

El primero obstáculo es que muchas enfermedades neurodegenerativas son "difusas", por ejemplo, en el alzhéimer se pierden neuronas en muchos sitios del cerebro, así que la estrategia del trasplante es un poco difícil de concebir".

Por otro lado, otro de los problemas de los ensayos clínicos que se realizan en la medicina regenerativa es que no puede haber un grupo placebo, es decir, "un grupo de control que te permita obtener datos estadísticamente concluyentes de los resultados de una terapia", algo que es sencillo de realizar en terapias farmacológicas, en las que se administra a algunos pacientes sustancias inocuas para comparar con el grupo que recibe el tratamiento que se quiere evaluar.

En cualquier caso, "merece la pena que conozcamos mejor estas células madre porque pueden tener muchísimo potencial", afirma la investigadora de la Universidad de Valencia. (Fuente:JPA/DICYT)

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4 Diciembre 2012

Desarrollan un nuevo método de reprogramación celular más seguro y rápido

Un equipo de científicos con participación española ha definido una nueva técnica de reprogramación mediante el cual se obtienen células más seguras y en menos tiempo que con los métodos desarrollados anteriormente. El trabajo se publica esta semana en Nature Methods.

Shynia Yamanaka, Nobel de Medicina 2012 y "padre" de las células iPS, que poseen la capacidad de convertirse en cualquier tipo celular especializado. Imagen: Efe

Investigadores del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona  (CMR[B]) han desarrollado una nueva técnica para la conversión de células somáticas a células progenitoras. Su método, publicado en la revista Nature Methods, aumentará la producción de células madre en el laboratorio, lo que ayudará a eliminar una barrera en las terapias de medicina regenerativa, que tiene como objetivo el reemplazo de células o tejidos dañados por células sanas.

A diferencia de la metodología de la reprogramación de células maduras a células madre de pluripotencia inducida (iPSC), descrita en 2006 y recientemente reconocida con el Premio Nobel a Shynia Yamanaka, las células obtenidas mediante esta nueva metodología son más seguras y carecen de propiedades tumorogénicas.

Además, el proceso descrito permite la producción ilimitada de células madre, así como de sus derivados. De la misma manera, el tiempo requerido para la obtención de estas células en comparación al requerido para obtener células iPS, supone una mejora significativa, ya que en lugar de precisar dos meses los investigadores sólo emplean 15 días.

El equipo reprogramó fibroblastos humanos para convertirlos en células progenitoras de las vasculares

Las células madre pluripotentes no se transforman inmediatamente en células particulares. Durante el proceso de diferenciación a un tipo celular concreto, pasan por fases intermedias, o fases progenitoras, donde se convierten en células "multipotentes", que dan lugar a células de un tipo concreto.

Conversión indirecta de linaje

Empleando la nueva técnica, denominada Conversión Indirecta de Linaje (CIL ), las células somáticas fueron llevadas a un estadio anterior al de células progenitoras. En un entorno químicamente adecuado la CIL tiene la potencialidad de generar múltiples linajes celulares.

De la misma manera, la CIL ahorra tiempo y reduce el riesgo de formación de teratomas, ya que no requiere la generación de células iPS. Así pues mediante la CIL, las células somáticas son dirigidas a convertirse en las células progenitoras de los linajes de interés. "No las retrocedemos a cero, sólo las retrocedemos un poco hacia atrás", apunta Ignacio Sancho‐Martinez, uno de los autores.

Usando la CIL, el equipo liderado por Juan Carlos Izpisúa reprogramó fibroblastos humanos -células de la piel- para convertirlos en células angioblásticas -células progenitoras de las células vasculares-.

Estas nuevas células no sólo proliferaron, sino que también se diferenciaron a células del linaje vascular endotelial y células de la musculatura lisa. Cuando los investigadores trasplantaron las células obtenidas mediante el proceso de CIL en ratones, estas se integraron en la vasculatura.

Importantes aplicaciones médicas

"La generación de células vasculares funcionales no sólo tiene aplicación obvia para la tratamiento de las enfermedades cardiovasculares, principal causa de mortalidad en el mundo desarrollado, sino también para el tratamiento de lesiones traumáticas en general, así como las zonas isquémicas creadas por la falta de circulación de la sangre ", señala Izpisúa.

Mientras que el uso clínico puede estar a años de distancia, por ahora este nuevo método tiene varias ventajas sobre las técnicas actuales, tal y como explica el investigador.

"Es más seguro, ya que no parece producir tumores u otros cambios genéticos no deseados, y los resultados son más efectivos que usando otros métodos. Lo más importante, es que es más rápido, y es esto que hace que sea más productivo y menos arriesgado", subraya.

Emmanuel Nivet, otro de los autores, añade que en general "se puede tardar hasta dos meses para crear células iPS y derivar a partir de éstas células diferenciadas, lo que aumenta las posibilidades de adquirir mutaciones. Nuestro método utiliza un protocolo de sólo 15 días, por lo que hemos reducido sustancialmente las posibilidades de adquisición de mutaciones espontáneas que pudieran ocurrir".

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24 Julio 2012

Israel: Avances Científicos

Científicos israelíes hacen un avance que podría ayudar a tratar enfermedades degenerativas

 

Investigadores de la Universidad Hebrea identificaron un mecanismo para transformar células madres embrionarias en cualquier célula humana. El equipo combinó acercamientos moleculares, microscópicos y genómicos y se enfocó en caminos epigenéticos, los cuales causan cambios biológicos sin un cambio correspondiente en la secuencia del ADN.

 

La propiedad más asombrosa de las células madres embrionarias es su capacidad de renovarse a sí mismas un infinito número de veces y diferenciarse de cualquier tipo de célula madura del cuerpo - lo que significa que tienen el potencial de servir como una "fábrica" de producción de tejidos sanos que reemplazan a los enfermos. Pero hasta ahora, los científicos no sabían el secreto detrás de esta pluripotencia, la cual, si es revelada, podría llevar eventualmente a que se use para implantar nuevas células sanas a humanos que sufren enfermedades degenerativas - desde Parkinson y Alzheimer hasta diabetes.

El estudiante de doctorado Shai Melcer y sus colegas del laboratorio del genetista Dr. Eran Meshoer de la Universidad Hebrea han publicado su investigación en la prestigiosa revista Nature Communications (Naturaleza de Comunicaciones) e informaron cómo identificaron el proceso que convierte a las células madres embrionarias en cualquier tipo de célula.

El artículo titulado "Las modificaciones de histonas y Lamin A regulan la dinámica de la proteína cromatina en las primaras diferenciaciones de las células madres embrionarias" discute sobre cómo el equipo combinó acercamientos moleculares, microscópicos y genómicos y se enfocó en caminos epigenéticos, los cuales causan cambios biológicos sin un cambio correspondiente en la secuencia del ADN  y son específicos a las células madres embrionarias.

Las funciones principales de la cromatina son empaquetar ADN en un volumen menor para que encaje en la célula, fortalecer el ADN para que permita las divisiones celulares y evite dañar el ADN, y controlar las expresiones genéticas y la replicación del ADN. Los componentes proteicos primarios de cromatina son histonas que compactan al ADN.

En lo que es descrito por la Universidad Hebrea como una "investigación innovadora", Melcer estudió los mecanismos que apoyan una conformación cromatina "abierta" en las células madres embrionarias. El equipo encontró que la cromatina es menos condensada que las células madres embrionarias, permitiéndoles la flexibilidad o la "plasticidad funcional" para convertirse en cualquier tipo de célula.

 

Fuente: Prensa Judía

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25 Junio 2012

Cientificos Argentinos avanzan en la creación de piel con células madre

Un ensayo clínico con células madre de donante cadavérico para regenerar la piel en personas que sufrieron grandes quemaduras se encuentra en una "fase de prueba" en un laboratorio del ministerio de Salud bonaerense.

Células madre - Piel

Se trata de un desafío médico que la ciencia aún no pudo resolver y que tiene un alto índice de mortalidad por una razón sencilla: sin piel es imposible vivir.

Esta iniciativa es obra del Servicio de Ingeniería Tisular, Medicina Regenerativa y Terapias Celulares del Cucaiba, el centro de donación y trasplante de células, tejidos y órganos del ministerio de Salud de la Provincia de Buenos Aires.

El estudio resulta un procedimiento digno de un film de ciencia ficción: a un cadáver se le extraen las células madre mesenquimales de la médula ósea.

Luego, se someten a diversos procedimientos y se cultivan en el laboratorio por más de 20 días para que sean capaces de convertirse en piel. A partir de ahí se las dejará preparadas para quien las necesite.

Cuando un quemado grave llega al hospital los cirujanos deben compensarlo y sacarle la piel muerta por acción del fuego. Quedará con los músculos al desnudo. Ahí llega el momento de aplicar las células cultivadas que crearán la nueva piel.

"Se saca el tejido muerto y se aplican las células con un spray de fibrina. La fibrina es un polímero, propio del ser humano, que actúa en el sistema de coagulación normal de la sangre", contó Eduardo Mansilla, médico y responsable del Laboratorio del Cucaiba.

El profesional que se capacitó en Harvard y hace más de 20 años que se dedica a investigar cómo regenerar la piel humana para grandes quemados, explicó: "En este caso forma una matriz biológica en donde las células pueden adherirse, crecer y multiplicarse".

Por su parte, el titular de la cartera sanitaria bonaerense, Alejandro Collia, destacó que "este es uno de los tres ensayos clínicos con células madre aprobados por el ministerio de Salud de la Nación a través del Incucai la semana pasada".

El funcionario también aclaró que "si bien hay una gran expectativa porque son ensayos que de funcionar marcarán un hito en la historia de la medicina, hay que ser muy prudentes y advertir que aún están en fase de prueba: deben demostrar seguridad y eficacia".

Fuente: 26 Noticias

http://www.26noticias.com.ar/creacion-de-piel-con-celulas-madre-posible-en-argentina-153793.html

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