¿Cómo se obtienen células madre embrionarias a partir de una fecundación in vitro? Gracias a este vídeo de la Casa de las Ciencias, podemos ver una explicación de cómo ocurre y cómo se logran obtenerlas.
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miércoles, 15 de septiembre de 2010
sábado, 19 de junio de 2010
El futuro de la biomedicina y los órganos artificiales
Con la reciente publicación de dos estudios en Nature Medicine, sobre la regeneración de hígado y corazón, sin duda, se está logrando un paso crucial para la biomedicina, ya que hasta entonces diferentes problemas, impedían avanzar por este campo. ¿Cómo lo han logrado? ¿Hasta dónde podemos llegar?
Para empezar, debemos decir que aunque en los medios se diga que se ha fabricado un hígado de laboratorio, podríamos decir, que lo que se hace es regenerar un hígado dañado, más que crear, porque la estructura es la misma. Digamos que se ha rehabilitado el tejido, tal y como se hace en una casa.
La ingeniería tisular, es una disciplina que nos ofrece unas posibilidades brutales, pero que se enfrenta a problemas demasiado complicados y que hasta hace poco, no se sabía ni cómo poder abordarlos. Por un lado, tenemos una muerte celular cuando no un medio celular (perfusión de oxígeno, nutrientes, mantenimiento de pH, etc...) por lo que no podemos crearlo en un laboratorio así de la nada y por el otro lado, tenemos la dificultad de crear un órgano de forma tridimensional ya que en la actualidad las técnicas que se ha mostrado ahora como novedosas, se emplean para estudios in vitro con cultivos tisulares, a partir de células primarias procedentes de fibroblastos.
Los fibroblastos son células muy extendidas por el organismo y con una tremenda capacidad diferenciadora, además de ser capaces de generar tejido conectivo y secretar colágeno (el armazón que necesitamos). De hecho, juegan un papel clave en la cicatrización de heridas en la piel.
El problema es que a las 100 generaciones, los fibroblastos, entran en "crisis", dejan de reproducirse y muere, además de que necesitaban crecer en placa; por lo que no eran capaces de crecer en suspensión. Un problema muy grande, si queremos "crear" órganos.
Sin embargo, a pesar de esta dificultad se logran tipos celulares como de células óseas, tejido conectivo, muscular, epitelial y del sistema nervioso y se lograba obtener una cantidad que en número de células con cultivos de hasta 10 (elevado a 20) células, que equivaldrían al peso de 5 personas.
Por estos motivos de mortalidad, para realizar los estudios, se suelen transformarlas con modificaciones genéticas o con cultivos celulares, procedente de cultivos de células tumorales (la famosa línea celular HeLA), ambas tipos de tejidos con capacidad inmortal, por lo que podían estar creciendo sin problemas.
Es obvio que ninguna de las dos últimas opciones sirven ya por el crecimiento sin límite y porque son técnicas que dañarían al organismo. Imposibles de hacer en organismos vivos, salvo que creáramos organismos transgénicos; que es lo que se hace para bastantes investigación, con los ratones knockout.
¿Cómo?
Lo que han logrado es un paso brutal, ya que a partir del armazón de células de colágeno (los pilares del edificio), se "cambian" las células del órgano con problemas, por células nuevas de otros pacientes (en nuestro caso son ratones, que son los organismos de estudio) o por células madre propias para otros tejidos.
Con esto, podemos evitar el rechazo (organismos similares y con inmunología similar y/o mismo organismo) y el mismo tipo celular, evitando la muerte a las 100 generaciones de los fibroblastos, aunque se requiere una matriz extraceluar y una perfusión del órgano.
En realidad no es nada sencillo lo que han logrado porque estamos hablando de órganos terriblemente complejos y con funciones demasiado complicadas como la que ocurre en el hígado. Encargado de mantener la glucemia, detoxificar el organismo de etanol y fármacos, producción secreciones biliares o realizar el Ciclo de la Urea y eliminar el Amonio.
Problemas y Futuro
Estamos muy verdes, aunque que se pueda regenerar un organismo tan complejo como el hígado con sus múltiples funciones y lograr que funcione hasta 8 horas in vivo y hasta 24 horas ex vivo, indica que se avanza por el buen camino.
Como repetimos siempre en este blog, que salga una noticia de que han logrado tal cosa, no significa que mañana ya se pueda emplear. Seguramente hasta dentro 5-10 años no se logre aplicarlo a nivel de más pacientes y en otros órganos.
De momento, en 2006 el experto en ingeniería tisular, Anthony Atala, director del Instituto de Medicina Regenerativa de la Universidad Wake Forest, presentó una vejiga artificial (un tejido "relativamente sencillo" en comparación con el hígado o el corazón), y que se puso en 7 humanos.
Sin duda, puede suponer un salto de años luz en el campo de la fisiología y de los transplantes, pudiendo "renovar" órganos con problemas, pero requiere mucho mucho trabajo. De momento vamos por el buen camino.
Puedes votar la noticia en Bitácoras
- Más información relacionada
Anthony Atala y la medicina regenerativa de órganos
- Basak E Uygun, Alejandro Soto-Gutierrez, Hiroshi Yagi, Maria-Louisa Izamis, Maria A Guzzardi, Carley Shulman, Jack Milwid, Naoya Kobayashi, Arno Tilles, Francois Berthiaume, Martin Hertl, Yaakov Nahmias, Martin L Yarmush & Korkut Uygun. Organ reengineering through development of a transplantable recellularized liver graft usingdecellularized liver matrix. Nature Medicine. Published online: 13 June 2010 | doi:10.1038/nm.2170
- Harald C Ott, Thomas S Matthiesen, Saik-Kia Goh, Lauren D Black, Stefan M Kren, Theoden I Netoff & Doris A Taylor. Perfusion-decellularized matrix: using nature's platform to engineer a bioartificial heart. Nature Medicine 14, 213 - 221 (2008). Published online: 13 January 2008 | doi:10.1038/nm1684
-Logran pionero trasplante de vejiga
- Los transplantes de vejiga con tejido modificado en el laboratorio son todo un éxito
- Científicos realizan trasplante con hígado creado en laboratorio
- HeLa: Las primeras células humanas inmortales
Para empezar, debemos decir que aunque en los medios se diga que se ha fabricado un hígado de laboratorio, podríamos decir, que lo que se hace es regenerar un hígado dañado, más que crear, porque la estructura es la misma. Digamos que se ha rehabilitado el tejido, tal y como se hace en una casa.
La ingeniería tisular, es una disciplina que nos ofrece unas posibilidades brutales, pero que se enfrenta a problemas demasiado complicados y que hasta hace poco, no se sabía ni cómo poder abordarlos. Por un lado, tenemos una muerte celular cuando no un medio celular (perfusión de oxígeno, nutrientes, mantenimiento de pH, etc...) por lo que no podemos crearlo en un laboratorio así de la nada y por el otro lado, tenemos la dificultad de crear un órgano de forma tridimensional ya que en la actualidad las técnicas que se ha mostrado ahora como novedosas, se emplean para estudios in vitro con cultivos tisulares, a partir de células primarias procedentes de fibroblastos.
Los fibroblastos son células muy extendidas por el organismo y con una tremenda capacidad diferenciadora, además de ser capaces de generar tejido conectivo y secretar colágeno (el armazón que necesitamos). De hecho, juegan un papel clave en la cicatrización de heridas en la piel.
El problema es que a las 100 generaciones, los fibroblastos, entran en "crisis", dejan de reproducirse y muere, además de que necesitaban crecer en placa; por lo que no eran capaces de crecer en suspensión. Un problema muy grande, si queremos "crear" órganos.
Sin embargo, a pesar de esta dificultad se logran tipos celulares como de células óseas, tejido conectivo, muscular, epitelial y del sistema nervioso y se lograba obtener una cantidad que en número de células con cultivos de hasta 10 (elevado a 20) células, que equivaldrían al peso de 5 personas.
Por estos motivos de mortalidad, para realizar los estudios, se suelen transformarlas con modificaciones genéticas o con cultivos celulares, procedente de cultivos de células tumorales (la famosa línea celular HeLA), ambas tipos de tejidos con capacidad inmortal, por lo que podían estar creciendo sin problemas.
Es obvio que ninguna de las dos últimas opciones sirven ya por el crecimiento sin límite y porque son técnicas que dañarían al organismo. Imposibles de hacer en organismos vivos, salvo que creáramos organismos transgénicos; que es lo que se hace para bastantes investigación, con los ratones knockout.
¿Cómo?
Lo que han logrado es un paso brutal, ya que a partir del armazón de células de colágeno (los pilares del edificio), se "cambian" las células del órgano con problemas, por células nuevas de otros pacientes (en nuestro caso son ratones, que son los organismos de estudio) o por células madre propias para otros tejidos.
Con esto, podemos evitar el rechazo (organismos similares y con inmunología similar y/o mismo organismo) y el mismo tipo celular, evitando la muerte a las 100 generaciones de los fibroblastos, aunque se requiere una matriz extraceluar y una perfusión del órgano.
En realidad no es nada sencillo lo que han logrado porque estamos hablando de órganos terriblemente complejos y con funciones demasiado complicadas como la que ocurre en el hígado. Encargado de mantener la glucemia, detoxificar el organismo de etanol y fármacos, producción secreciones biliares o realizar el Ciclo de la Urea y eliminar el Amonio.
Problemas y Futuro
Estamos muy verdes, aunque que se pueda regenerar un organismo tan complejo como el hígado con sus múltiples funciones y lograr que funcione hasta 8 horas in vivo y hasta 24 horas ex vivo, indica que se avanza por el buen camino.
Como repetimos siempre en este blog, que salga una noticia de que han logrado tal cosa, no significa que mañana ya se pueda emplear. Seguramente hasta dentro 5-10 años no se logre aplicarlo a nivel de más pacientes y en otros órganos.
De momento, en 2006 el experto en ingeniería tisular, Anthony Atala, director del Instituto de Medicina Regenerativa de la Universidad Wake Forest, presentó una vejiga artificial (un tejido "relativamente sencillo" en comparación con el hígado o el corazón), y que se puso en 7 humanos.
De momento están funcionando, pero hasta el año que viene, no se sabrán los resultados definitivos.
Utilizando tejido cultivado a partir de la células de los propios pacientes, médicos estadounidenses han transplantado exitosamente tejido de vejiga modificado en el laboratorio a pacientes de enfermedad de la vejiga.Para evitar estas complicaciones posquirúrgicas, investigadores de la universidad Wake Forest han desarrollado una operación mediante el uso de tejido de vejiga cultivado a partir de las células del paciente mismo.
"Ahora es posible modificar en el laboratorio tejidos complejos a partir de las células del propio paciente, cultivarlos fuera del organismo y luego volverlos a implantar", asegura el Dr. Anthony Atala, autor del estudio, profesor de medicina y director del Instituto de medicina regenerativa de la Facultad de Medicina de la Universidad Wake Forest de Winston-Salem, Carolina del Norte.
"Al hacer esto, se evita el uso del intestino", explicó Atala. "Cuando se implanta tejido intestinal en la vejiga, continúa segregando cosas que pueden causar complicaciones", agregó.
Sin duda, puede suponer un salto de años luz en el campo de la fisiología y de los transplantes, pudiendo "renovar" órganos con problemas, pero requiere mucho mucho trabajo. De momento vamos por el buen camino.
Puedes votar la noticia en Bitácoras
- Más información relacionada
Anthony Atala y la medicina regenerativa de órganos
- Basak E Uygun, Alejandro Soto-Gutierrez, Hiroshi Yagi, Maria-Louisa Izamis, Maria A Guzzardi, Carley Shulman, Jack Milwid, Naoya Kobayashi, Arno Tilles, Francois Berthiaume, Martin Hertl, Yaakov Nahmias, Martin L Yarmush & Korkut Uygun. Organ reengineering through development of a transplantable recellularized liver graft usingdecellularized liver matrix. Nature Medicine. Published online: 13 June 2010 | doi:10.1038/nm.2170
- Harald C Ott, Thomas S Matthiesen, Saik-Kia Goh, Lauren D Black, Stefan M Kren, Theoden I Netoff & Doris A Taylor. Perfusion-decellularized matrix: using nature's platform to engineer a bioartificial heart. Nature Medicine 14, 213 - 221 (2008). Published online: 13 January 2008 | doi:10.1038/nm1684
-Logran pionero trasplante de vejiga
- Los transplantes de vejiga con tejido modificado en el laboratorio son todo un éxito
- Científicos realizan trasplante con hígado creado en laboratorio
- HeLa: Las primeras células humanas inmortales
miércoles, 8 de octubre de 2008
Los testículos humanos, fuente nueva de células madre pluripotentes
Podrían ser la gran alternativa al empleo de embriones y a la reprogramación celular. La obtención de células madre pluripotentes a partir de células espermatogónicas obtenidas de testículos humanos es ya una realidad que publica hoy la revista 'Nature'. No obstante, todavía son necesarios más estudios que demuestren su seguridad antes de poder pensar en su aplicación clínica.
Ya se había logrado en ratones, pero hasta ahora no habían conseguido lo mismo en humanos. Sin embargo, ha sido el equipo dirigido por Thomas Skutella, director del Centro de Biología y Medicina Regenerativa de Tübingen (Alemania), el que ha demostrado que es posible obtener células similares a las embrionarias a partir de una biopsia testicular.
Las células madre de origen espermatogónico podrían superar las barreras éticas de la manipulación de embriones o los límites de seguridad que actualmente presentan las células reprogramadas similares a las embrionarias (iPS). No obstante, antes de lanzar las campanas al vuelo, los expertos insisten en que se requieren nuevos estudios para comprobar que no generan ningún riesgo.
Thomas Skutella explica a elmundo.es que "estas células podrían ser muy útiles. Presentan la misma capacidad que las iPS pero con la ventaja de ser normales (sin manipulación genética con virus)". En cuanto a su posible uso en personas, "pueden ser más seguras que las embrionarias y podría ser posible un tratamiento autólogo en varones", ya que al proceder de las células del propio individuo no generarían ningún problema de rechazo.
El equipo dirigido por este investigador obtuvo las células madre a partir de la biopsia testicular realizada a 22 varones cuya edad oscilaba entre los 17 y los 81 años. Las muestras obtenidas fueron tratadas para separar las células, y tras filtrar las espermatogónicas [precursoras del esperma], se cultivaron en un medio, libre de contenido animal, con diferentes factores de crecimiento (como el factor inhibidor de la leucemia y el factor de crecimiento fibroblástico tipo 2) claves para el desarrollo de las células madre.
Estables en el tiempo
Tras realizar una serie de pruebas, los investigadores comprobaron que las células madre obtenidas presentaban un cariotipo normal (46 cromosomas) y también tenían los mismos marcadores presentes en las células madre embrionarias. Después de inyectarlas en ratones, se comprobó que las células madre germinales eran pluripotentes al desarrollar teratomas [tumores que contienen diferentes tipos de tejidos]. De esta forma, se pudieron conseguir neuronas, células musculares, estructuras glandulares, etc. Los investigadores incluso llegaron a conseguir células productoras de insulina.
Además, el equipo también comprobó que estas líneas celulares eran estables a lo largo del tiempo, se podían crioconservar y descongelar sin perder su capacidad para desarrollar tejidos.
Los científicos señalan que, como de momento no sería ético implantarlas en un embrión humano, sólo se puede demostrar su pluripotencialidad en animales o en el laboratorio. "En el futuro, se precisarán más investigaciones para combinar otros factores de crecimiento, valorar las interacciones de las proteínas y la necesidad de otros elementos para su cultivo", explican.
Este estudio "es importante porque es una forma de obtener células específicas de cada paciente para la investigación del origen de enfermedades genéticas y quizás para su cura. Estas células serán compatibles con el sistema inmune del donante [el propio individuo] por lo que pueden ofrecer materiales para trasplantes basados en la terapia celular. No obstante, los donantes serán siempre hombres, por lo que las células no son relevantes para el tratamiento de mujeres, aunque en la investigación de enfermedades podría beneficiar a los dos sexos", apunta el profesor Robin Lovell-Badge, del Instituto Nacional para la Investigación Médica, del Reino Unido.
No obstante, este experto señala que "las células derivadas de este estudio necesitan compararse en detalle con aquellas obtenidas directamente de embriones, tanto de los sobrantes de técnicas de fecundación como de aquellos obtenidos por transferencia nuclear (clonación terapéutica) y con las células reprogramadas".
Finalmente, el profesor Chris Mason, de la Unidad de Medicina Regenerativa de la University College London, califica la investigación como "un excelente trabajo científico dirigido por investigadores alemanes y británicos. Aunque es demasiado pronto para predecir el verdadero impacto de este estudio, es muy probable que se sume al mar de fondo de la creciente investigación que permitirá traducirse en beneficios reales para pacientes, los Servicios Nacionales de Salud y la economía del Reino Unido".
Vía El Mundo
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