martes, 8 de abril de 2014

Células Madre y la Clonación Terapéutica



CLONACIÓN TERAPÉUTICA

Tomado del libro: Terapia celular con células madre y medicina regenerativa del Dr. Dolores Javier Sánchez González y coautores.

Existen tres estrategias orientadas a preparar células madre embrionarias humanas pluripotenciales, con una información genética bien definida a la cual añadir después la diferenciación deseada:
1.  La transferencia de un núcleo de una célula especializada a un oocito humano desnucleado, seguido del desarrollo embrionario hasta el estado de blastocisto y la utilización de las células de la masa celular interna de la misma para obtener ESC y, de éstas, las células diferenciadas deseadas.
2.  La transferencia de un núcleo de una célula especializada en un oocito de otro animal, lo que permitiría el desarrollo de un embrión humano utilizable.
3.  Reprogramación del núcleo de una célula especializada fundiéndolo con el citoplasma de ESC, obteniendo así un “heterocarionte híbrido”.
Desde hace tres décadas, los estudios de las células madre del adulto (ASC, adult stem cells) señalaban que en muchos tejidos adultos hay células madre capaces de dar origen
sólo a células propias de un determinado tejido, y no se pensaba en la posibilidad de una reprogramación. Pero en años recientes se han descubierto células madre pluripotenciales en varios tejidos humanos, en la médula ósea (BMSC), en el cerebro (NSC), en el mesénquima (MSC) de varios órganos, capaces de dar origen a diversos tipos de células, la mayoría sanguíneas, musculares y nerviosas. Ahora se sabe cómo reconocerlas, seleccionarlas, mantener su desarrollo y llevarlas a formar diversos tipos de células maduras mediante factores de crecimiento y otras proteínas reguladoras. La terapia celular con células madre que, una vez implantadas, son capaces de restituir las funciones específicas a los tejidos enfermos es una alternativa real de tratamiento para la mayoría de las enfermedades. En el hombre, las células madre de la médula ósea, de las que se forman todas las diversas líneas de células sanguíneas, tienen como marcador de reconocimiento la molécula CD34 y, una vez purificadas, son capaces de reconstituir toda la población sanguínea en pacientes que reciben dosis ablativas de radiaciones y quimioterapia, a una velocidad proporcional a la cantidad de células empleadas en el trasplante de médula ósea. También se sabe cómo guiar el desarrollo de células madre nerviosas (NSC) utilizando diversas proteínas, entre ellas la neurorregulina y la proteína osteomorfogenética 2 (BMP2, bone morphogenetic protein 2), que son capaces de llevar a las NSC a convertirse en neuronas, neuroglia o músculo.

Es muy prometedor el potencial de las “células madre adultas” para una terapia eficaz de muchas patologías. Watt y Jones afirman que “las células madre musculares, ya sean de la línea mioblástica embrionaria o de la adulta, pueden convertirse en células de mayor importancia para tejidos diversos que los que les dieron origen, y ser la clave de terapias celulares futuras, incluso diferentes de las de origen muscular”. Nolta y Kohn subrayan que “los progresos en el uso de la transducción génica en las células madre hematopoyéticas ha llevado a su uso en la clínica. La genoterapia hará posible tratar enfermedades genéticas y adquiridas como lo hacen los trasplantes de células madre alogénicas”. Clarke y Frisen dicen que “estos estudios sugieren que las células madre en los diferentes tejidos adultos pueden ser mucho más similares a las células embrionarias humanas de lo que se había pensado Aunque todavía en una etapa teórica, los resultados obtenidos en ratones plantean dilemas éticos respecto a la idea de familia predominante en la cultura occidental. De perfeccionarse las técnicas de clonación y programación dirigida de las células madre embrionarias, en teoría ya sería posible la procreación por parejas homosexuales. En el caso de dos hombres, se tomarían células de la piel de uno de los dos, se obtendrían los ovocitos de un banco y se generarían células madre a partir de las cuales se podría inducir la diferenciación hacia ovocitos. La contraparte, también masculina, donaría los espermatozoides con los que podrían procrear bebés de uno u otro sexo. En este caso se requeriría una mujer receptora para llevar a término el desarrollo. En el caso de parejas homosexuales femeninas también resultaría posible la procreación, con la limitante de que sólo podrían tener hijas, debido a la ausencia del cromosoma Y.
En la etapa de blastocisto se obtienen las células de la masa celular interna y se cultivan las células madre (del organismo dador de los núcleos) para que después de tratadas se diferencien en distintos tipos celulares, como neuronas dopaminérgicas en el tratamiento de Parkinson; células beta del páncreas para diabéticos; hepatocitos para pacientes con cirrosis hepática, etc.
En la Universidad Johns Hopkins se obtuvieron células madre embrionarias a partir de fetos abortados, mientras que la compañía Advanced Cell Technologies Corp. obtuvo un embrión híbrido usando una técnica similar a la de transferencia nuclear para fusionar un óvulo enucleado de vaca con una célula somática humana. Básicamente se persigue la obtención de células madre para su cultivo in vitro y lograr su diferenciación en distintos tipos de células y tejidos, con fines terapéuticos: autotrasplantes y terapia celular, aunque también existe la posibilidad de trabajar con células madre de adultos y no sólo con las provenientes de embriones. Hay indicios de que existen células madre pluripotentes en varios órganos, incluyendo el cerebro. Las células nerviosas adultas tienen una gran capacidad de desarrollo, y son potencialmente aptas para utilizarse como punto de partida de una producción de varios tipos de células para trasplante en diversas enfermedades”. Todos estos progresos y los resultados ya obtenidos en el campo de las células madre del adulto demuestran su gran plasticidad.

Agradecimientos


Este trabajo fue apoyado por el Sistema Nacional de Investigadores del CONACyT (Apoyo No. 33834), Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la Escuela Superior de Medicina del Instituto Politécnico Nacional, por la Fundación Gonzalo Río Arronte IAP, y el laboratorio de Histología de la Escuela Médico Militar, Universidad del Ejército y Fuerza Aérea; y realizado por el doctor Dolores Javier Sánchez González y coautores. 

Si desea conocer mas artículos relacionados con la investigación del Dr. Dolores Javier Sánchez González visite el sitio: 
http://www.doloresjaviersanchezgonzalez.com.mx

viernes, 28 de marzo de 2014

FUENTES DE CÉLULAS MADRE EMBRIONARIAS



FUENTES DE CÉLULAS MADRE EMBRIONARIAS


Tomado del libro: Terapia celular con células madre y medicina regenerativa del Dr. Dolores Javier Sánchez González y coautores.



Las células madre embrionarias se forman después de la fertilización (unión del espermatozoide y el óvulo materno) originando el embrión humano; estas células se diferenciarán en 250 estirpes celulares diferentes que formarán los órganos de los seres humanos. Es por ello que teóricamente si se aprende cómo cultivarlas en el laboratorio y manipularlas, se podrían originar tejidos u órganos nuevos para implantarlos en pacientes y curar enfermedades. El problema es que al obtener las células madre del embrión éste puede destruirse. Hoy en día hay cerca de 100000 embriones congelados en las clínicas de fertilización in vitro de EUA que no han sido usados y ésos serían los primeros candidatos. Sin embargo, los grupos privados que no están restringidos por fondos federales no sólo usan ya embriones congelados, sino que ya han empezado a crear embriones en laboratorios para extraer estas células, porque ello puede convertirse en un excelente negocio en el futuro debido a la gran cantidad de personas enfermas que podrían beneficiarse.

La investigación en esta área de la medicina es “muy promisoria”, pero los médicos saben que hasta ahora no existe la panacea para la cura de todas las enfermedades, aunque las células madre pueden proporcionar avances y descubrimientos en la ciencia igual que como se hace en muchas otras áreas de la medicina, como el estudio de nuevos fármacos y mejores técnicas quirúrgicas.

La posibilidad de poder obtener células madre embrionarias sin tener que destruir al embrión del cual se extraen es un tema biológico y ético que está causando gran interés en la comunidad internacional. En la fecundación, el ovocito o célula materna se une al espermatozoide en las trompas de Falopio de la mujer, constituyendo un nuevo ser humano llamado cigoto en este estadio. En esta etapa el cigoto tiene ya toda la información genética necesaria para que el nuevo ser se desarrolle y crezca en los siguientes nueve meses dentro del útero materno y durante el resto de su vida. En las horas que siguen a la fecundación, el cigoto empieza a dividirse para formar el embrión. En las primeras 30 horas se divide en cuatro células “totipotentes”, llamadas así porque, de separarse, cada una de ellas podría originar un nuevo ser. 

Éste es uno de los principales puntos de debate en relación a la clonación, ya que el uso de células “totipotentes” es una de las dos posibles técnicas que, de aprobarse, se usarían para clonar seres humanos como potenciales fuentes de células madre para la experimentación.


Para los cultivos in vitro se han buscado componentes capaces de reemplazar al suero, encontrándose que las proteínas como noggina combinadas con el factor de crecimiento fibroblástico, factor fibroblástico solo o en combinación con otros factores (como activina A), son capaces de mantener indiferenciadas a las células madre embrionarias humanas. También se ha logrado cultivar las hESC con células alimentadoras fibroblásticas posnatales humanas más los factores antes mencionados, con la idea de eliminar el suero bovino fetal del medio de cultivo.


Se ha demostrado que al inyectar blastocistos, éstos son capaces de integrarse en las tres capas germinativas e incluso se integran en el linaje de las células germinativas. Como estos experimentos no se pueden realizar con las células madre embrionarias humanas, se ha diseñado un método que demuestra el potencial de éstas al implantarlas en ratones inmunodeficientes formando teratomas que poseen derivados de las tres capas germinativas. Morfológicamente las hESC son diferentes de las de ratón, poseen una íntima relación núcleo–citoplasma y cada célula tiene uno o más nucléolos. Las células expresan elevadas concentraciones de telomerasa, ribonucleoproteína que se encarga de la elongación de los telómeros cromosómicos. También expresan en gran proporción la proteína Oct–4 (un factor transcripcional de línea germinal); la expresión de este gen se conserva, pues ayuda a mantener un estado indiferenciado en las células.


Entre las células madre de humano y ratón existen diferencias en las vías de señalización de LIF, el factor de crecimiento transformante beta (TGF), Wnt y el FGF. Por lo anterior se deduce que el conocimiento generado del estudio de las células madre embrionarias de ratón no se puede aplicar al humano de forma generalizada, aunque pueden inferirse los mecanismos biológicos que regulan a estas células.


El uso de ciertos factores de crecimiento puede guiar a las hESC hacia la diferenciación específica de linajes celulares. Por otra parte, los factores de crecimiento epidérmico, fibroblástico, el ácido retinoico, la BMP–4 y el factor transformante beta inducen a los cuerpos embrioides humanos a expresar marcadores mesodérmicos y ectodérmicos. El tratamiento con activina A induce a estas células a expresar derivados mesodérmicos.


Después de cuatro días, el embrión tiene 12 células y se le conoce como mórula. La mórula se dirige de la trompa de Falopio al útero de la madre, donde se implanta y recibe el nombre de blastocisto. Ahí permanecerá por los próximos nueve meses, hasta su nacimiento. El blastocisto genera dos capas de células: la capa interna o embrioblasto, que forma el embrión humano, y la capa externa o trofoblasto, que forma la placenta. A este nivel el embrioblasto está formado por un grupo de células denominadas “estaminales” pluripotenciales o células “madre”. Esto significa que, si bien cada una independientemente no puede generar un individuo completo —como las células “totipotenciales” anteriormente mencionadas—, sí tienen tres características fundamentales y únicas que otras células del cuerpo no poseen:


1.  La capacidad de dividirse indefinidamente.

2. La capacidad de “diferenciarse”, es decir, de transformarse en una célula especializada del cuerpo humano.

3.  La capacidad de ser inmortales.


Agradecimientos


 Este trabajo fue apoyado por el Sistema Nacional de Investigadores del CONACyT (Apoyo No. 33834), Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la Escuela Superior de Medicina del Instituto Politécnico Nacional, por la Fundación Gonzalo Río Arronte IAP, y el laboratorio de Histología de la Escuela Médico Militar, Universidad del Ejército y Fuerza Aérea; y realizado por el doctor Dolores Javier Sánchez González y coautores.



Publicado por el doctor Dolores Javier Sánchez González.

 Tomado de su libro Terapia celular con células madre y medicina regenerativa:

http://editalfil.com/home/103-terapia-celular-con-c%C3%A9lulas-madre-y-medicina-regenerativa.html

Otros enlaces informativos del Dr. Dolores Javier Sánchez González en: 
http://doloresjaviersanchezgonzalez.blogspot.mx/

martes, 18 de marzo de 2014

Biología Molecular de las Células Madre



Biología molecular de las células madre y microscopía confocal.
Microscopía confocal

Autor: Dolores Javier Sánchez González

La microscopía confocal constituye una nueva y poderosa herramienta para examinar las estructuras celulares y sus funciones, algunas de sus ventajas son: 
1) pueden observarse tejidos intactos así como secciones gruesas sin necesidad de hacer cortes histológicos.
2) se obtiene un aumento notable en la resolución, especialmente en muestras con fluorescencia.
3) reduce el blanqueado de la fluorescencia.
4) permite hacer reconstrucciones tridimensionales más precisas de mejor calidad y en menor tiempo que por otros métodos. 

Por todo lo anterior, es claro que en el corto plazo, el microscopio confocal pasará a formar parte del instrumental normal de trabajo, tanto en laboratorios de análisis clínico-patológico, como en los laboratorios de investigación básica, ya que se ha convertido en un auxiliar indispensable en los estudios de tipo funcional, en los cuales se pretende determinar los procesos que se llevan a cabo en tejidos vivos.

Como resultado del desarrollo de la microscopía confocal, y de los métodos digitales de análisis de imágenes, es posible actualmente abordar cuestiones relativas a las relaciones estructura-función en los seres vivos, que anteriormente eran incontestables. Artúculos relacionados en los siguientes sitios: 

lunes, 10 de marzo de 2014

Instituto Politécnico Nacional Factores de Transferencia



Factores de Transferencia en el Instituto Politécnico Nacional

Autor: Dolores Javier Sánchez González

El TRANSFERÓN® producido en la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del Instituto Politécnico Nacional, es el único producto en su rama, registrado como medicamento ante la secretaria de salud. El factor de transferencia (extracto dializable de leucocitos), es un proyecto centrado en el desarrollo tecnológico y en la investigación del inmunomodulador TRANSFERÓN®. Este proyecto es innovador con capacidad autónoma en la toma de decisiones, enfocado en la generación de un producto con calidad. El Factor de Transferencia (extracto dializable de leucocitos), proviene del rompimiento del paquete de leucocitos ( “buffy coat”) de una unidad de sangre para donación de 450 ml, o de células linfoides obtenidas del bazo, seguida de un proceso de diálisis donde se obtiene la fracción de bajo peso molecular que dializa.
En el caso del Factor de Transferencia producido en la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (TRANSFERÓN®), las moléculas están comprendidas en un rango de 1,000 a 12,000 Da. El material biológico que se utiliza para la preparación del TRANSFERÓN®, en la ENCB/IPN, es proporcionado por diferentes bancos de sangre certificados de la Ciudad de México, y se obtiene a partir de donadores de sangre sanos, los paquetes celulares son sometidos a diferentes pruebas biológicas todas ellas descritas en la Norma Oficial Mexicana: NOM-003-SSA2-1993. Por considerarse un hemoderivado y ser un inmunorregulador, en diferentes padecimientos de humanos, la fabricación del TRANSFERÓN®, debe someterse a la NOM-0059-SSA.
Los FT son linfocinas de bajo peso molecular que pueden transferir inmunidad celular local y sistémica de un donador a un receptor. El departamento de inmunología de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del Instituto Politécnico Nacional en México, tiene tres décadas trabajando con los FT y sus efectos benéficos en entidades clínicas como la dermatitis atópica y la tuberculosis. Ellos obtienen los FT de la sangre mediante disgregación o ruptura de los leucocitos y filtrando las moléculas menores de 10 kDa para evitar el paso de virus, bacterias, hongos etc. Las posibilidades terapéuticas del FT en la inmunoterapia del cáncer son una alternativa prometedora para combatir esta fatal enfermedad pero hacen falta más estudios para determinar dosis, mecanismos de acción, presentación etc.
Este trabajo fue apoyado por el Sistema Nacional de Investigadores del CONACyT (Apoyo No. 33834), Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la Escuela Superior de Medicina del Instituto Politécnico Nacional y el laboratorio de Histología de la Escuela Médico Militar, Universidad del Ejército y Fuerza Aérea bajo el liderazgo científico del doctor Dolores Javier Sánchez González.

Consulta de artículos relacionados disponible en los siguientes sitios: