El estudio, publicado en la revista Cell, dibuja una pintura sobre una futura terapia en donde el
fluido amniótico recogido de miles de amniocentesis al año, durante la fase
intermedia del embarazo, con el objetivo de analizar los cromosomas del feto,
podría ser recogida con el permiso de las mujeres que se están sometiendo a la
prueba. Estas células, las cuales no son embriónicas, pueden ser tratadas a
continuación con un trío de genes que las reprograman rápidamente en billones
de células endoteliales, las células que rodean todo el sistema circulatorio.
Las nuevas células endoteliales podrían ser congeladas y almacenadas de la
misma manera que se almacena la sangre, y los pacientes que necesiten reparar
sus vasos sanguíneos pueden recibir estas células a través de una simple inyección.
Si esto es probado en futuros estudios, esta nueva terapia
podría mejorar dramáticamente el tratamiento de trastornos relacionados con un
sistema vascular dañado, entre los que se incluyen enfermedades cardíacas,
fallos fulminantes, enfermedades pulmonares como el enfisema, diabetes y
traumas, dijo el investigador Dr. Shahin Rafii, profesor de Medicina Genética
en el Weill Cornell Medical College y co-director del Ansary Stem Cell
Institute.
“Actualmente, no existe un tratamiento curativo disponible
para pacientes con enfermedades vasculares, y el denominador común de todas
estas enfermedades es una disfunción en los vasos sanguíneos, específicamente
en las células endoteliales que son los bloques de construcción de los vasos”,
dijo el Dr. Rafii, que también es investigador del Howard Hughes Medical
Institute.
Pero estas células hacen mucho más además de aportar la “canalización”
para la sangre en movimiento. El Dr. Rafii ha liderado recientemente una serie
de estudios de transformación que mostraron que las células endoteliales en los
vasos sanguíneos producen factores de crecimiento que participan activamente en
el mantenimiento, reparación y regeneración de los órganos. Por lo que cuando
los vasos sanguíneos dañados no son capaces de reparar los órganos a los cuales
nutren con sangre, dice que sí que podría una infusión de nuevas células
endoteliales.
“El reemplazo de células endoteliales disfuncionales por un
trasplante de células endoteliales cultivadas, correctamente diseñadas y
normales podría proporcional potencialmente una nueva terapia para muchos
pacientes”, dijo el coautor, el Dr. Sina Rabbany, profesor de bioingeniería en
Medicina Genética en Weill Cornell. “Con el objetivo de diseñar tejidos con
unas dimensiones clínicamente revelantes, las células endoteliales pueden ser
ensambladas en esqueletos tridimensionales porosos que, una vez que son
introducidos en el órgano lesionado del paciente, podrían formar verdaderos
vasos sanguíneos”.
El Dr. Rafii dijo que este estudio potencialmente podrá crear
un nuevo campo en la medicina vascular translacional. Estimó que en torno a
cuatro años será necesario para un trabajo preclínico poseer una aprobación de
la FDA para comenzar ensayos clínicos en humanos oara avanzar en el potencial
de las células endoteliales reprogramadas para el tratamiento de trastornos
vasculares.
Aparte de su estudio, el equipo de investigación probó en
ratones, que las células endoteliales reprogramadas de células amnióticas
humanas pueden ser injertadas en un hígado dañado, para formar vasos sanguíneos
estables, normales y funcionales. “Hemos visto que estas células endoteliales
injertadas tienen la capacidad de producir factores de crecimiento únicos que
promueven la regeneración de las células hepáticas”, dijo el investigador jefe
del estudio, el Doctor Michael Ginsberg, perteneciente al laboratorio del Dr.
Rafii.
“La novedad de esta técnica es que, de un total de 100000
células amnióticas, una pequeña cantidad, hemos crecido más de seis millones de
nuevas y auténticas células endoteliales en cuestión de semanas”, dijo el Dr.
Ginsberg. “Y cuando inyectamos estas células en los ratones, una cantidad
substancial de éstas fueron injertadas para la regeneración de vasos. Es destacable
ver que estas células fueran derechas a construir nuevos vasos sanguíneos en el
hígado así como la producción de las factores de crecimiento correctos que
pudieran potencialmente regenerar y reparar los órganos dañados”.
Hasta la fecha, ha habido muchos intentos fallidos para
producir células endoteliales que puedan ser utilizadas para el tratamiento de
los pacientes. El aislamiento de células endoteliales procedentes de órganos
adultos y que posteriormente puedan ser crecidas en el laboratorio resulta no
ser eficiente, de acuerdo con lo dicho por el Dr. Daylon James, coautor del
estudio. Los intentos por producir estas células a partir de las células madre
pluripotentes de nuestro cuerpo tampoco han funcionado. Los experimentos han
demostrado que las células madre pluripotentes prototípicas, así como las
células madre embriónicas, las cuales tienen el potencial de convertirse en
cualquier tipo celular del cuerpo, producen células endoteliales, pero a menudo
crecen muy poco, y si éstas no se diferencian completamente podrían causar cáncer
potencialmente. “Persuadir a las células adultas para revertir su estado al de
células madre, y que a continuación puedan ser empujadas para que formen
células endoteliales es, a este punto, no clínicamente posible, y estudios que
se están llevando a cabo en mi laboratorio están centrados en la consecución de
este objetivo”, dijo el Dr. James.
Sin embargo, el equipo del Dr. Rafii busca una nueva fuente
de células que pueda convertirse en una inmensa fuente de células endoteliales
estables. Han probado con las células derivadas del líquido amniótico, las
cuales en algunos estudios se ha sugerido que tienen el potencial de volverse
tipos celulares diferenciados, si son estimuladas de la manera correcta, la
cual aún no ha sido identificada.
En sus primeros experimentos con estas células hace tres
años, el Dr. Ginsberg ha usado células recogidas de una amniocentesis realizada
a las 16 semanas de gestación. Los investigadores encontraron que las células
amnióticas son los “ricitos de oro” de la programación celular. “No son tan
plásticas e inestables como las células endoteliales derivadas de células
embrionarias, o tan tercas como las producidas de células adultas diferenciadas
reprogramadas”, dijo el Dr. Ginsberg. En cambio, dijo que las células
amnióticas proporcionan las condiciones correctas, el denominado “principio de
ricitos de oro”, para la producción de células endoteliales.
Pero con el objetivo de realizar este descubrimiento, los
investigadores tenían que conocer cómo se reprograman las células amnióticas.
Con este fin, miraron los genes que las células madre embrionarias emplean para
diferenciarse a células endoteliales. El grupo del Dr. Rafii identificó tres
genes que son expresados durante el desarrollo vascular, todos pertenecientes a
la familia de factores de transcripción E-twenty six (ETS, de sus siglas en
inglés), los cuales se conoce que regulan la diferenciación celular,
especialmente durante la formación de los vasos sanguíneos.
A continuación, utilizaron la tecnología de transferencia
génica para insertar estos tres genes en las células amnióticas maduras, y a
continuación se bloqueó uno de ellos durante un periodo corto de actividad, que
resultaba crítico, usando un inhibidor molecular especial. Cabe destacar, que
un 20% de las células amnióticas maduras pueden ser eficientemente
reprogramadas a células endoteliales. “Éste es un gran logro, dado que las
estrategias actuales para reprogramar células adultas a células endoteliales se
produce un éxito en menos del 1% de las células”, dijo el Dr Rafii.
“Estos factores de transcripción no causan cáncer, y las
células endoteliales reprogramada de las células amnióticas humanas son no
tumorigénicas y en un futuro podrían ser inyectadas en pacientes con un alto
margen de seguridad”, dijo el Dr. Ginsberg.
Los hallazgos sugieren que otros factores de transcripción
podrían ser usados para reprogramar las células amnióticas en muchos tipos
celulares específicos de tejido, como pueden ser aquellas que forman parte de
los músculos, del cerebro, de los islotes pancreáticos y de otras partes del
cuerpo.
“Cuando nuestro trabajo se enfocó en un primer lugar en la
reprogramación de las células amnióticas a células endoteliales, nos suponíamos
que a través del uso de otros factores de transcripción y condiciones de
crecimiento, nuestro grupo y otros grupos seríamos capaces de reprogramar
células amnióticas, tanto de ratón, como de humano, virtualmente en cualquier
tipo celular, tales como hepatocitos del hígado, cardiomiocitos del músculo
cardíaco, neuronas del cerebro y también condrocitos del cartílago, por decir
unos pocos”, dijo el Dr. Ginsberg.
“Obviamente, las implicaciones de estos hallazgos podrían
ser enormes en el campo de la medicina regenerativa translacional”, enfatizó el
co-autor Dr. Zev Rosenwaks. “El gran obstáculo que hay que superar en la
búsqueda de la regeneración de órganos y tejidos específicos, es el
requerimiento de niveles sustanciales de células, billones, que sean estables,
seguras y duraderas. Nuestro enfoque nos acercará a este hito”.
“Con mayor importancia, estas células endoteliales podrían
ser reprogramadas de células amnióticas a partir de individuos genéticamente
diversos”, dijo el Dr Venkat R. Pulijaal. Las células endoteliales que reciba
un determinado paciente podrían depender de su tipo de antígeno leucocitario
humano (HLA), el cual es un conjunto de moléculas de auto reconocimiento que
permite a los médicos asignar a un paciente con donantes potenciales de sangre
ó de tejidos.
“Seleccionando las células que coincidan inmunológicamente
con cada uno de los pacientes, sería como hacer un genotipado sanguíneo. Hay
una pocas variedades las cuales están
bien representadas a través de las células del líquido amniótico que podrían
obtenerse, congelarse y almacenarse, provenientes de la gran variedad de grupos
étnicos presentes alrededor del mindo”, dijo el Dr. Rafii.
Se ha presentado una patente junto a este descubrimiento.
Fuente:
Weill Cornell Medical College (2012,
October 18) Reprogrammed amniotic fluid cells could treat vascular diseases. ScienceDaily
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