Estudio muestra que las células madre pluripotentes inducidas por humanos mejoran la agudeza visual y la salud vascular
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana, en colaboración con la Universidad de Alabama en Birmingham y otras cinco instituciones, están investigando Nuevos enfoques de medicina regenerativa para manejar mejor las complicaciones de salud vascular de la diabetes tipo 2 que algún día podrían apoyar la reparación de los vasos sanguíneos en el ojo entre los pacientes diabéticos con disfunción vascular retiniana temprana. Estas estrategias de investigación incluyen la identificación y el uso de nuevos métodos para diferenciar o madurar células madre pluripotentes inducidas por humanos (hiPSC) en el subconjunto específico de células del mesodermo que muestran propiedades reparadoras vasculares.
«Las enfermedades vasculares afectan a cientos de millones de personas en el mundo», dijo Chang-Hyun Gil, MS, Ph.D., becario postdoctoral en el Departamento de Cirugía y coautor principal del estudio. «En este estudio, nos enfocamos en el vaso de la retina en la diabetes tipo 2. Nuestros resultados demuestran la derivación segura, eficiente y sólida del subconjunto de mesodermo específico derivado de hiPSC para su uso como una terapia novedosa para rescatar tejidos isquémicos y reparar vasos sanguíneos en personas con enfermedades vasculares. Los resultados proporcionan una base para un ensayo clínico de fase temprana».
En el estudio de fase temprana de múltiples sitios publicado recientemente en Science Advances, los investigadores reprogramaron genéticamente células sanguíneas periféricas diabéticas y no diabéticas en hiPSCs y maduraron las células en células reparadoras de vasos sanguíneos especiales. Tras la inyección en modelos animales con disfunción retiniana murina diabética tipo 2 (T2D), los resultados mostraron una mejora significativa en la agudeza visual y electrorretinogramas con restauración de la perfusión vascular. Hicieron la hipótesis de que las células reparadoras vasculares derivadas de hiPSC pueden servir como una fuente de precursores endoteliales que mostrarán propiedades reparadoras de vasos in vivo en estos sujetos diabéticos.
«A diferencia del uso de células madre embrionarias (ESC), las Las hiPSC no conllevan los desafíos éticos que poseen las ESC que limitan su posible uso, y las hiPSC se reconocen cada vez más como una alternativa viable en el diseño y la aplicación de estudios como terapia celular para los trastornos humanos», dijo Gil.
Según Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU., más de 37 millones de personas en los Estados Unidos tienen diabetes, más del 11 por ciento de la población estadounidense. Además, las complicaciones relacionadas con la diabetes han aumentado entre los adultos jóvenes de 18 a 44 años y los adultos de 45 a 64 años. Estas complicaciones causan trastornos metabólicos importantes que dañan los sistemas cardiovascular, visual, nervioso periférico y renal al dañar pequeños y grandes microvasos que alimentan estos tejidos. En 2019, más del 11 % de los adultos mayores de 18 años reportaron problemas graves de visión o ceguera y más de 1,87 millones de adultos fueron diagnosticados con enfermedades cardiovasculares importantes.
«Este trabajo del Dr. Gil representa un paso monumental adelante en la aplicación de células madre pluripotentes inducidas en el tratamiento de las complicaciones de la diabetes», dijo Michael P. Murphy, MD, profesor de investigación de biología vascular de la Fundación de Investigación Médica Cryptic en la Facultad de Medicina de IU, cirujano vascular en IU Health y Eskenazi Health y coautor del estudio.
Los investigadores convirtieron hiPSC en un subconjunto de mesodermo específico que se enriqueció para generar células endoteliales con propiedades reparadoras de vasos similares a las células formadoras de colonias endoteliales (ECFC). Las células endoteliales son células que se encuentran en el revestimiento interno de los vasos sanguíneos, los vasos linfáticos y el corazón y son un componente importante en la regulación de la función vascular y las reacciones inflamatorias. Las células endoteliales controlan el flujo sanguíneo y regulan la transferencia de proteínas de la sangre a los tejidos.
Gil dijo que el subconjunto de mesodermo específico que expresa KDR, NCAM1 y APLNR (mesodermo KNA+) exhibe una mayor capacidad para diferenciarse en ECFC y formar sangre funcional vasos in vivo y que las poblaciones de mesodermo corrigen la vasodegeneración de los vasos retinianos lesionados. Los electrorretinogramas indican una función mejorada de la retina neural y los estudios de nistagmo optocinético muestran una visión mejorada.
«El siguiente paso traslacional del trabajo es transferir los protocolos de investigación informados para la diferenciación de hiPSC en células S-KNA+ en células grandes procesos de fabricación a escala», dijo Mervin C. Yoder, MD, distinguido profesor emérito y asesor de investigación del Centro de Medicina e Ingeniería Regenerativa de Indiana. Yoder es otro coautor del estudio y es el fundador científico de Vascugen, una empresa impulsada por avances en tratamientos para afecciones potencialmente mortales causadas por afecciones microvasculares. Vascugen, Inc., a través de la Oficina de Innovación y Comercialización de la Universidad de Indiana, que se enfoca en desarrollar células reparadoras vasculares a partir de células madre pluripotentes inducidas, obtuvo la licencia de aspectos seleccionados de este trabajo.
Otra coautora del estudio es Maria B. Grant, MD, ex profesor de Oftalmología Marilyn Glick en la Facultad de Medicina de IU Eugene y Marilyn Glick Eye Institute y actual catedrático de oftalmología en la UAB. Grant dijo que este es un estudio altamente traslacional que es una continuación de una subvención en la que ella y Yoder han estado trabajando durante los últimos 20 años con respecto a las células madre y cómo se pueden usar para reparar los vasos sanguíneos del ojo. Si bien las hiPSC pueden tardar mucho en crecer, el equipo de estudio simplificó el proceso para acortar el tiempo de crecimiento y hacerlas más factibles de traducir en una terapia humana para reparar los vasos sanguíneos del ojo.
» En la UAB, tomamos las células madre y las células hiPSC y las estudiamos”, dijo. «La ciencia es realmente ciencia en equipo. Aporto toda la experiencia visual y algo de experiencia con células madre, y el Dr. Yoder aporta mucha experiencia con células madre. Es una colaboración complementaria».
«Quiero expresar mi gracias al Dr. Yoder, al Dr. Grant y al Dr. Murphy por su apoyo», dijo Gil. Recordará a Yoder por «su dedicación, pasión, paciencia y amabilidad» y a Murphy por apoyarlo para completar el estudio.
Otros sitios participantes incluyeron el Instituto Astellas de Medicina Regenerativa, la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston, Ansary Stem Cell Institute en Weill Cornell Medicine, Casey Eye Institute en Oregon Health & Science University y la Escuela de Medicina en Konkuk University.
Explore más
Las células inmunitarias de la retina pueden ser la clave para prevenir la pérdida de visión relacionada con la diabetes Más información: Chang-Hyun Gil et al, subconjunto de mesodermo específico derivado de células madre pluripotentes humanas mejora la microvascularización patología en ratones diabéticos tipo 2, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abm5559 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana Cita: Un estudio muestra que las células madre pluripotentes inducidas por humanos mejoran la agudeza visual, salud vascular (2022, 10 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-human-pluripotent-stem-cells-visual.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.