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martes, 26 de abril de 2011

Logran crear una auto-renovación de las células troncales nerviosas


En un artículo publicado en la edición on-line de Proceedings of the National Academy of Sciences, investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de California en San Diego y el Instituto Gladstone en San Francisco, informan de un avance en el papel que juegan las células madre: la creación a largo plazo, de la auto-renovación, de células primitivas precursoras neuronales de células madre embrionarias humanas (hESCs) que pueden convertirse en muchos tipos de neuronas sin aumentar el riesgo de formación de tumores.
"Es un gran paso adelante", dijo Kang Zhang, MD, PhD, profesor de oftalmología y genética humana en Shiley Eye Center y director del Instituto de Medicina Genómica, tanto en la UC San Diego. "Esto significa que podemos generar células estables, renovables o productos derivados de manera rápida y en grandes cantidades y a nivel clínico (millones en menos de una semana) que podrán ser utilizadas para los ensayos clínicos y, finalmente, para los tratamientos clínicos. Un logro hasta ahora imposible. "
Las células madre embrionarias son muy prometedores en la medicina regenerativa debido a su capacidad de convertirse en cualquier tipo de células necesarias para reparar y restaurar los tejidos dañados. Pero el potencial de hESCs se ha visto limitado por una serie de problemas prácticos, entre ellos la dificultad de cultivar una cantidad suficiente de células estables, que puedan utilizarse y el riesgo de que algunas de estas células puedan formar tumores.
Para producir las células madre neurales, Zhang, con el co-autor principal del Sheng Ding, PhD, un ex profesor de química en el Scripps Research Institute y ahora en el Instituto Gladstone y sus colegas, agregaron pequeñas moléculas en condiciones de cultivo químicamente definido que induce hESCs para convertirse en células precursoras neurales primitivos, pero luego se detiene el proceso de diferenciación.
"Y debido a que no utiliza tecnologías de transferencia de genes o productos exógenos de células, hay un riesgo mínimo de introducir mutaciones o contaminación exterior", dijo Zhang. Durante los ensayos de estas células precursoras neuronales no se encontró evidencia de la formación de tumores al introducirlas en ratones de laboratorio.
Mediante la adición de otras sustancias químicas, los científicos son capaces de dirigir las células precursoras a diferenciarse en diferentes tipos de neuronas maduras ", lo que significa que puede explorar las posibles aplicaciones clínicas para un amplio rango de enfermedades neurodegenerativas", dijo Zhang. "Se puede generar neuronas para condiciones específicas como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA o enfermedad de Lou Gehrig), enfermedad de Parkinson o, en el caso de mi área de investigación en particular, las neuronas específicas del ojo que se pierden en la degeneración macular, la retinitis pigmentosa o glaucoma".
El nuevo proceso promete tener amplias aplicaciones en la investigación con células madre. El mismo método puede ser utilizado para empujar inducir a las células madre pluripotenciales (células madre artificialmente derivadas de adultos, células maduras diferenciadas) para convertirse en células madre neurales, dijo Zhang. "Y, en principio, mediante la alteración de la combinación de pequeñas moléculas, pueden ser capaces de crear otros tipos de células madre capaces de convertirse en el corazón, el páncreas o las células musculares, por nombrar unos pocos."
El siguiente paso, según Zhang, es el uso de estas células madre para tratar diferentes tipos de enfermedades neurodegenerativas, como la degeneración macular o glaucoma en modelos animales.

Scientists Create Stable, Self-Renewing Neural Stem Cells
In a paper published in the early online edition of the Proceedings of the National Academy of Sciences, researchers at the University of California, San Diego School of Medicine, the Gladstone Institutes in San Francisco and colleagues report a game-changing advance in stem cell science: the creation of long-term, self-renewing, primitive neural precursor cells from human embryonic stem cells (hESCs) that can be directed to become many types of neuron without increased risk of tumor formation.
"It's a big step forward," said Kang Zhang, MD, PhD, professor of ophthalmology and human genetics at Shiley Eye Center and director of the Institute for Genomic Medicine, both at UC San Diego. "It means we can generate stable, renewable neural stem cells or downstream products quickly, in great quantities and in a clinical grade -- millions in less than a week -- that can be used for clinical trials and, eventually, for clinical treatments. Until now, that has not been possible."

Human embryonic stem cells hold great promise in regenerative medicine due to their ability to become any kind of cell needed to repair and restore damaged tissues. But the potential of hESCs has been constrained by a number of practical problems, not least among them the difficulty of growing sufficient quantities of stable, usable cells and the risk that some of these cells might form tumors.
To produce the neural stem cells, Zhang, with co-senior author Sheng Ding, PhD, a former professor of chemistry at The Scripps Research Institute and now at the Gladstone Institutes, and colleagues added small molecules in a chemically defined culture condition that induces hESCs to become primitive neural precursor cells, but then halts the further differentiation process.
"And because it doesn't use any gene transfer technologies or exogenous cell products, there's minimal risk of introducing mutations or outside contamination," Zhang said. Assays of these neural precursor cells found no evidence of tumor formation when introduced into laboratory mice.
By adding other chemicals, the scientists are able to then direct the precursor cells to differentiate into different types of mature neurons, "which means you can explore potential clinical applications for a wide range of neurodegenerative diseases," said Zhang. "You can generate neurons for specific conditions like amyotrophic lateral sclerosis (ALS or Lou Gehrig's disease), Parkinson's disease or, in the case of my particular research area, eye-specific neurons that are lost in macular degeneration, retinitis pigmentosa or glaucoma."
The new process promises to have broad applications in stem cell research. The same method can be used to push induce pluripotent stem cells (stem cells artificially derived from adult, differentiated mature cells) to become neural stem cells, Zhang said. "And in principle, by altering the combination of small molecules, you may be able to create other types of stem cells capable of becoming heart, pancreas, or muscle cells, to name a few."
The next step, according to Zhang, is to use these stem cells to treat different types of neurodegenerative diseases, such as macular degeneration or glaucoma in animal models.

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