Cultivando c\u00e9lulas humanasISTOCKPHOTO.COM<\/p>\n
Hazte a un lado de los ratones. Las c\u00e9lulas madre pluripotentes inducidas por humanos (iPS) est\u00e1n avanzando a pasos agigantados para convertirse en la siguiente mejor opci\u00f3n en la investigaci\u00f3n traslacional: c\u00e9lulas humanas espec\u00edficas de enfermedades cultivadas en un plato. Usando una variedad de enfoques, los investigadores generaron c\u00e9lulas madre a partir de c\u00e9lulas adultas maduras de pacientes afectados por la enfermedad y posteriormente las diferenciaron en los diversos tipos de tejido involucrados en la enfermedad.<\/p>\n
“La idea es que usted puede tener una l\u00ednea de c\u00e9lulas madre pluripotentes de un paciente que ya contiene todo el bagaje gen\u00e9tico de la enfermedad” dice Gustavo Mostoslavsky, investigador de c\u00e9lulas madre en la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston. Ahora que la generaci\u00f3n de c\u00e9lulas iPS es “rutinaria” agrega, los cient\u00edficos pueden usar el m\u00e9todo para generar modelos de enfermedades in vitro, a partir de los cuales pueden aprender sobre las causas moleculares, as\u00ed como las posibles prevenciones y tratamientos.<\/p>\n
La estrategia est\u00e1 resultando particularmente valiosa para las enfermedades neurodegenerativas, en que…<\/p>\n
Las c\u00e9lulas iPS permiten a los cient\u00edficos reducir una enfermedad a la pura esencia de lo que est\u00e1 haciendo un trasfondo gen\u00e9tico para alterar la funci\u00f3n, dice Chad Cowan, investigador de iPSC en el Instituto de C\u00e9lulas Madre de Harvard. <\/p>\n
En julio de 2008, Kevin Eggan y sus colegas de Harvard generaron neuronas motoras a partir de c\u00e9lulas de la piel de una mujer de 82 a\u00f1os con esclerosis lateral amiotr\u00f3fica (ELA), la primera generaci\u00f3n exitosa y posterior diferenciaci\u00f3n de c\u00e9lulas iPS de un paciente con una enfermedad cr\u00f3nica. El evento fue presentado como el avance m\u00e9dico del a\u00f1o de la revista TIME. Pero el experimento no abord\u00f3 si las c\u00e9lulas iPS retienen las caracter\u00edsticas de la ELA en un elemento cr\u00edtico del modelado de enfermedades.<\/p>\n
Muchos de los primeros estudios de iPSC en realidad no lograron identificar ninguna caracter\u00edstica o rasgo de una enfermedad en c\u00e9lulas derivadas de pacientes. . Luego, en diciembre de 2008, Allison Ebert y sus colegas de la Universidad de Wisconsin-Madison publicaron la primera prueba de concepto de que las c\u00e9lulas iPS derivadas de pacientes presentaban un defecto asociado con un trastorno, en este caso la atrofia muscular espinal (AME), un trastorno neuromuscular degenerativo. enfermedad.<\/p>\n
Neuronas motoras cultivadas a partir de c\u00e9lulas iPS de pacientes con AME madre sana UW-MADISON UNIVERSITY COMMUNICATIONS, CLIVE SVENDSEN <\/p>\n
El equipo gener\u00f3 c\u00e9lulas iPS a partir de fibroblastos de piel tomados de un ni\u00f1o con AME, que es causada por mutaciones en el gen de supervivencia de la neurona motora 1 (SMN1)<\/em> que reduce la expresi\u00f3n de la prote\u00edna SMN. Las neuronas motoras derivadas de iPS del ni\u00f1o demostraron esta expresi\u00f3n reducida de SMN y mostraron muerte selectiva de neuronas motoras, otra caracter\u00edstica de la enfermedad. Las neuronas derivadas de la madre no afectada del ni\u00f1o, con antecedentes gen\u00e9ticos por lo dem\u00e1s similares, no lo hicieron. Las c\u00e9lulas del ni\u00f1o tambi\u00e9n respondieron a compuestos que se sabe que aumentan la prote\u00edna SMN en los fibroblastos de los pacientes. Debido a que este es un sistema de cultivo de neuronas motoras humanas, podemos estudiar la enfermedad natural directamente en las c\u00e9lulas humanas afectadas, dice Ebert, lo que probablemente sea m\u00e1s relevante para la condici\u00f3n humana que los modelos animales.<\/p>\n Desde el \u00e9xito de Ebert, m\u00e1s Los m\u00e9todos avanzados de generaci\u00f3n de iPSC, una mejor comprensi\u00f3n de las limitaciones de la tecnolog\u00eda iPSC y la adici\u00f3n de compuestos para estresar las c\u00e9lulas diferenciadas para que produzcan un fenotipo de enfermedad est\u00e1n produciendo cada vez m\u00e1s modelos iPSC espec\u00edficos de enfermedades.<\/p>\n En 2010, por ejemplo, un equipo dirigido por Alysson Muotri en el Instituto Salk de Estudios Biol\u00f3gicos cre\u00f3 un modelo iPSC para el s\u00edndrome de Rett, un trastorno gen\u00e9tico del neurodesarrollo, a partir de fibroblastos de pacientes de Rett. Las neuronas derivadas de iPSC mostraron menos sinapsis, cuerpos celulares m\u00e1s peque\u00f1os, se\u00f1alizaci\u00f3n de calcio alterada y defectos electrofisiol\u00f3gicos. Este a\u00f1o, Muotri, ahora en la Universidad de California en San Diego, tambi\u00e9n us\u00f3 c\u00e9lulas iPS para crear un modelo de una forma hereditaria de ELA, que de manera similar demostr\u00f3 caracter\u00edsticas de la enfermedad, incluidos niveles reducidos de una prote\u00edna clave asociada con la ELA. Y en marzo, investigadores de la Universidad de Stanford hicieron lo mismo con fibroblastos de un paciente con enfermedad de Parkinson, un trastorno degenerativo caracterizado por una muerte neuronal progresiva.<\/p>\n Hasta ahora, sin embargo, los modelos iPSC exitosos se limitan en gran medida a los trastornos neurol\u00f3gicos. Esto se debe en parte a que los cient\u00edficos han concentrado sus esfuerzos en diferenciar las c\u00e9lulas iPS en neuronas, ya que son un bien preciado: los cient\u00edficos pueden hacer una biopsia de las c\u00e9lulas de c\u00e1ncer de mama y estudiarlas en una placa, pero no pueden extraer las neuronas de una persona con Alzheimer.<\/p>\n Pero debido a que algunas c\u00e9lulas adultas tienen una vida \u00fatil limitada y, a menudo, solo sobreviven unos pocos d\u00edas en cultivo, la tecnolog\u00eda iPSC es \u00fatil para estudiar incluso los tipos de tejido m\u00e1s accesibles, como el h\u00edgado o las c\u00e9lulas grasas. Las c\u00e9lulas iPS pueden proporcionar a los investigadores una fuente renovable de esas [c\u00e9lulas], que siempre tienen la misma gen\u00e9tica una y otra vez, dijo Cowan. [Esto] realmente nos permite diseccionar lo que sali\u00f3 mal en un individuo en particular para dar lugar a un s\u00edndrome. Utilizando c\u00e9lulas iPS diferenciadas en adipocitos, por ejemplo, Cowan y su equipo han estudiado trastornos metab\u00f3licos raros como la lipodistrofia, en la que las personas carecen de grasa, y trastornos m\u00e1s comunes como la resistencia a la insulina.<\/p>\n Fibroblasto: c\u00e9lula adulta t\u00edpica utilizada para crear C\u00e9lulas iPS ISTOCKPHOTO.COM <\/p>\n La tecnolog\u00eda iPSC tambi\u00e9n es prometedora para estudiar trastornos m\u00e1s complicados, como la enfermedad de Crohn, una enfermedad inflamatoria intestinal. Crohns es notoriamente dif\u00edcil de estudiar, ya que parece tener componentes tanto gen\u00e9ticos como ambientales e involucra muchos sistemas corporales. Con la tecnolog\u00eda iPSC, Mostoslavsky y sus colegas de BU han creado c\u00e9lulas iPS de pacientes con enfermedad de Crohn que, con suerte, pueden diferenciarse en todos los tipos de c\u00e9lulas implicados en la enfermedad, incluidas neuronas, macr\u00f3fagos, c\u00e9lulas epiteliales y m\u00e1s. Luego, dice Mostoslavsky, los tipos de c\u00e9lulas pueden combinarse in vitro para ver c\u00f3mo interact\u00faan entre s\u00ed y con factores ambientales como los pat\u00f3genos.<\/p>\n Por primera vez, esta es una gran oportunidad para tratar de modelar esta enfermedad. in vitro, usando todos los elementos potenciales involucrados en la enfermedad, dice.<\/p>\n Pronto, las c\u00e9lulas iPS pueden ser a\u00fan m\u00e1s maleables que antes. En un estudio publicado el jueves pasado (14 de julio) en Cell<\/em>, Rudolf Jaenisch y sus colegas demostraron una nueva t\u00e9cnica para manipular genes individuales en c\u00e9lulas iPS. La capacidad de modificar los genomas de las c\u00e9lulas iPS en un sitio espec\u00edfico permitir\u00e1 a los cient\u00edficos crear l\u00edneas celulares y controles espec\u00edficos de la enfermedad que sean gen\u00e9ticamente id\u00e9nticos, excepto por un solo cambio gen\u00e9tico.<\/p>\n A\u00fan as\u00ed, al igual que con otros sistemas modelo , quedan varios desaf\u00edos. En febrero, Joseph Ecker y sus colegas del Instituto Salk demostraron que las c\u00e9lulas iPS tienen \u00abpuntos calientes\u00bb en sus genomas que no est\u00e1n completamente reprogramados, y estos puntos calientes se conservan incluso despu\u00e9s de que las c\u00e9lulas se diferencian en c\u00e9lulas som\u00e1ticas adultas. Los cient\u00edficos tambi\u00e9n han descubierto que las c\u00e9lulas iPS pueden ser m\u00e1s o menos capaces de diferenciarse en ciertos tejidos debido a los patrones de metilaci\u00f3n del ADN retenidos o a una memoria epigen\u00e9tica.<\/p>\n Diferencias adicionales pueden derivarse de las t\u00e9cnicas utilizadas para reprogramar las c\u00e9lulas ( por ejemplo, viral frente a basado en prote\u00ednas, etc.), lo que puede dar lugar a diferentes propiedades celulares y moleculares. Adem\u00e1s, puede ser dif\u00edcil generar una poblaci\u00f3n purificada de c\u00e9lulas iPS o c\u00e9lulas derivadas de iPSC, dice Ebert. Es posible que los resultados obtenidos no sean totalmente precisos si se trata de una poblaci\u00f3n mixta de celdas.<\/p>\n Reciba acceso completo a m\u00e1s de 35 a\u00f1os de archivos<\/strong>, as\u00ed como TS Digest<\/em><\/strong>, ediciones digitales de The Scientist<\/em><\/strong>, art\u00edculos destacados<\/strong>, \u00a1y mucho m\u00e1s!\u00danase gratis hoy \u00bfYa es miembro?Inicie sesi\u00f3n aqu\u00ed<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Cultivando c\u00e9lulas humanasISTOCKPHOTO.COM Hazte a un lado de los ratones. Las c\u00e9lulas madre pluripotentes inducidas por humanos (iPS) est\u00e1n avanzando a pasos agigantados para convertirse en la siguiente mejor opci\u00f3n en la investigaci\u00f3n traslacional: c\u00e9lulas humanas espec\u00edficas de enfermedades cultivadas en un plato. 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