Científicos generan millones de células humanas maduras en un embrión de ratón
Las células humanas (marcadas en verde) son células oculares en un embrión de ratón (marcado en azul) a los 17 días. El desarrollo de células madre pluripotentes humanas inyectadas en un embrión de ratón se acelera para igualar el ritmo de desarrollo mucho más rápido del embrión huésped del ratón. Normalmente, las células oculares en un embrión humano se generan en una etapa mucho más tardía. Crédito: Zhixing Hu
Durante décadas, el enorme potencial de curación de enfermedades de las células madre humanas se ha visto frustrado por la incapacidad de producir cantidades suficientes de células humanas maduras in vivo en un organismo vivo.
Ahora, un equipo dirigido por científicos de la Universidad de Buffalo ha desarrollado un método que aumenta drásticamente la producción de células humanas maduras en embriones de ratón. La producción de células humanas in vivo es fundamental porque las células creadas en una placa de Petri a menudo no se comportan de la misma manera que las células del cuerpo.
La investigación se publicó el 13 de mayo en Science Advances.
«Esta es una investigación fundamental que nos permite usar el embrión de ratón para ayudarnos a comprender mejor el desarrollo humano», dijo Jian Feng, Ph.D., autor correspondiente y profesor de fisiología y biofísica en la Facultad de Medicina y Biomédica Jacobs. Ciencias en la UB.
«Un mayor desarrollo de nuestra tecnología podría permitir la generación de cantidades aún mayores de tipos específicos de células humanas maduras para permitirnos crear modelos de ratón más efectivos para estudiar enfermedades que afectan gravemente a los humanos, como como malaria o COVID-19», dijo Feng.
Y debido a que este método produce tantas células humanas maduras, podría generar materiales para tratar enfermedades crónicas, como diabetes o insuficiencia renal, al reemplazar el células dañadas con células o tejidos humanos sanos .
Aplicaciones de enfermedades infecciosas
Feng explicó que podría ser posible crear un modelo de ratón mucho mejor del sistema inmunológico humano o componentes del sistema respiratorio humano para estudiar COVID- 19, una enfermedad que causa estragos en los humanos, pero que apenas afecta a los ratones.
También podría ser posible usar el nuevo método para producir ratones con glóbulos rojos humanos aún más maduros. Dichos ratones serían muy efectivos en el estudio de la malaria, una enfermedad que afecta solo a los humanos al destruir nuestros glóbulos rojos.
«Tenemos muchas preguntas que responder antes de que la tecnología pueda ser útil, pero esto es la primera vez que alguien genera tantas células humanas maduras en un embrión de ratón», dijo Feng.
Una gran cantidad de células humanas (etiquetadas en verde) en un embrión de ratón de 17 días (etiquetado en azul). La mayoría de las células humanas son glóbulos rojos, que se acumulan en el hígado fetal del ratón. Crédito: Zhixing Hu
Millones de células humanas maduras en 17 días
Esfuerzos anteriores para producir células humanas en embriones de ratón han generado pequeñas cantidades de células inmaduras que son difíciles de cuantificar. Por el contrario, el método UB dio como resultado millones de células humanas maduras en un embrión de ratón en 17 días.
En este estudio, los investigadores inyectaron de 10 a 12 células madre humanas en un blastocisto de ratón cuando tenía 3,5 años. Viejos días. Luego, el embrión de ratón generó millones de células humanas maduras, incluidos glóbulos rojos, células oculares y células hepáticas, a medida que se desarrollaba.
«Sabemos que hasta el cuatro por ciento del número total de células en el ratón embrión eran células humanas», Feng. «Esta es una estimación baja porque no podemos cuantificar la gran cantidad de glóbulos rojos humanos generados en el embrión de ratón».
Dijo que debido a que estos glóbulos rojos humanos maduros no tienen núcleo, son no contados por el método que usan los científicos para cuantificar el número total de células.
La técnica del equipo implicó superar un desafío importante: convertir células madre pluripotentes humanas, que pueden diferenciarse en todo tipo de células en el cuerpo , en una forma que sea compatible con la masa celular interna dentro de un embrión de ratón de tres días de blastocisto de ratón. Las células madre humanas están en un estado «preparado», mientras que la masa celular interna dentro del blastocisto de ratón está en un estado central.
«Cuando las células humanas preparadas se colocan en el blastocisto de ratón, no logran desarrollarse», dijo Feng, señalando que el desajuste entre las diferentes etapas de desarrollo de las células parece ser el responsable.
«Queríamos ver si era posible que las células preparadas humanas volvieran al estado de nave , al igual que las células madre pluripotentes dentro de un blastocisto de ratón», dijo Feng. «Esto es lo que hemos hecho».
«Nuestro método consiste en inhibir transitoriamente la quinasa mTOR durante tres horas para llevar a las células humanas preparadas al estado de nave», dijo Feng. «El bloqueo de la quinasa mTOR desencadena una serie de eventos que reconfiguran la expresión génica y el metabolismo celular para que las células preparadas se vuelvan nave».
Conversión de las células madre preparadas humanas en etapa posterior a un estado nave anterior y menos desarrollado permitió que las células madre humanas se desarrollaran conjuntamente con la masa celular interna en un blastocisto de ratón.
«Las células madre humanas inyectadas ahora se desarrollan al ritmo mucho más rápido del embrión de ratón, lo que permite la generación de millones de células humanas maduras en 17 días», dijo Feng.
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Proporcionado por la Universidad de Buffalo Cita: Los científicos generan millones de células humanas maduras en un embrión de ratón (13 de mayo de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-scientists-millions-mature-human-cells.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.