PLANTEAN LA POSIBILIDAD DE UTILIZAR UNA PROTEÍNA MODIFICADA DE LA REMOLACHA COMO SOLUCIÓN A ENFERMEDADES RELACIONADAS CON LA SANGRE Y COMO ALTERNATIVA A LA TRANSFUSIÓN SANGUÍNEA

Un nuevo estudio realizado en Suecia sugiere que una proteína que se encuentra en la remolacha de azúcar podría ser utilizado como un sustituto de la sangre para ayudar a hacer frente a la escasez de sangre sufrida en la actualidad. 
La hemoglobina es la proteína que transporta el oxígeno en la sangre, y el equipo de investigadores asegura que las versiones del ser humano y de las plantas son muy parecidas. Los investigadores están comprobando si pueden volver a empaquetar la proteína vegetal de manera que pueda ser aceptada por el tejido humano.
Las transfusiones de sangre pueden ayudar a muchas personas en situaciones de emergencia en las que han perdido una gran cantidad de sangre, y también a aquellos que necesitan tratamientos a largo plazo, como puede ser el cáncer y otras enfermedades relacionadas con la sangre. El trabajo de los científicos de la Universidad de Lund está basado en un estudio anterior que encontró que la hemoglobina tiene un papel importante en el desarrollo de las plantas.
El profesor Bulow y la profesora Nélida Leiva, de la Universidad de Lund, en Suecia, querían encontrar una solución a la escasez de sangre. En el estudio se demostró que la hemoglobina de las plantas comparten el 50-60% de similitud con el tipo que se encuentra en la sangre humana, pero es mas robusta.
Leiva, quien estaba al frente del estudio, planteaba dos grandes posibilidades. Por un lado, la adaptación de la hemoglobina de la planta para que sea viable en seres humanos; y por el otro, el uso de las plantas como herramientas para producir hemoglobina humana. La hemoglobina de la planta se comporta de manera similar a una versión que se encuentra en el cerebro humano, y además tiene una estructura similar.
El siguiente paso sería desarrollar la hemoglobina para ver si puede ser aceptada por conejillos de indias, y más tarde en tejido humano, lo que podría suceder en tres años. El Profesor Denis Murphy, jefe de la genómica y la biología computacional en la Universidad de Gales del Sur, dijo que aunque sabemos desde hace varias décadas que las plantas producen proteínas como la hemoglobina, este estudio muestra que son más comunes y están involucrados en más procesos fisiológicos de los que se pensaba antes. También dijo que la idea de usar la proteína vegetal para sustituir a la hemoglobina humana era especulativa y podría ser una perspectiva a largo plazo.

UN PROMETEDORA NUEVA VACUNA SE MUESTRA COMO UN POTENTE INMUNIZADOR CONTRA LA TUBERCULOSIS Y LA LEPRA

En muchas partes del mundo, la lepra y la tuberculosis viven lado a lado. A nivel mundial hay aproximadamente 233.000 casos nuevos de lepra por año, con casi la totalidad de ellos ocurriendo donde la tuberculosis es endémica.

La vacuna centenaria BCG, disponible actualmente, ofrece sólo una protección parcial tanto contra la tuberculosis como contra la lepra, así que se necesita una vacuna más potente para combatir ambas enfermedades. La investigación dirigida por la UCLA puede que haya encontrado un arma más potente contra ambas enfermedades. 

Los investigadores encontraron que rBCG30, una variante recombinante de BCG que sobreexpresa una proteína muy abundante de 30kDa de la bacteria de la tuberculosis conocida como Antígeno 85B, es superior a la BCG en la protección contra la tuberculosis en modelos animales, y también ofrece una protección cruzada contra la lepra. Además, encontraron que reforzando rBCG30 con la proteína Antígeno 85B, una proteína expresada también por el bacilo de la lepra, proporciona una protección considerablemente más fuerte contra la lepra. 

El Dr. Marcus A. Horwitz, profesor de medicina y microbiología, inmunología y genética molecular, y el autor principal del estudio comenta que este es el primer estudio que demuestra que una vacuna mejorada contra la tuberculosis también ofrece protección cruzada contra Mycobacterium leprae, el agente causante de la lepra, lo que significa que esta vacuna es prometedora para una mejor protección contra dos importantes enfermedades al mismo tiempo. Agregó además que también es el primer estudio que demuestra que reforzando una vacuna BCG recombinante mejora aún más la protección cruzada contra la lepra. 

En un primer experimento, unos ratones fueron inmunizados o con la vacuna rBCG30 o con la vacuna BCG, o por el contrario se les dio una solución de sal. Diez semanas después, los ratones fueron inyectados con bacterias vivas de la lepra en las almohadillas de las patas y siete meses después de eso, se midió el número de bacterias de la lepra en en esa parte de las patas. Los investigadores encontraron que los ratones que recibieron BCG o rBCG30 tenían mucho menos bacterias de la lepra en sus almohadillas que los ratones que recibieron la solución salina. Además, los ratones inmunizados con rBCG30 tuvieron significativamente menos bacterias de la lepra que aquellos vacunados con BCG. 

En un segundo experimento, los ratones se inmunizaron primero con BCG o rBCG30, y luego inmunizados con una vacuna de refuerzo (r30) que consiste en la proteína Antígeno 85B de 30kDa de la bacteria de la tuberculosis en adyuvante, es decir, en una formulación química que aumenta la respuesta inmune. El grupo de ratones inmunizados con rBCG30 y reforzado con R30 no tenían bacterias de la lepra detectables en sus almohadillas, en contraste con los grupos de ratones inmunizados con todas las otras vacunas probadas, incluyendo BCG y rBCG30 a solas y BCG reforzado con r30.

En otros experimentos, se midieron las respuestas inmunes de los ratones después de la vacunación. Los ratones inmunizados con rBCG30 y reforzado con r30 habían mejorado notablemente la respuesta inmune a la versión del Antígeno 85B de la bacteria de la lepra (que es muy similar a la expresada por el bacilo de la tuberculosis) en comparación con los ratones inmunizados con las otras vacunas ycon las combinaciones de las mismas.

Un ensayo en humanos en Fase 1 para rBCG30 ha demostrado que es segura y significativamente más eficaz que la BCG, y es la única vacuna de reemplazo candidata para BCG probado hasta el momento para satisfacer ambos criterios clínicos clave. Sin embargo, Horwitz señaló que este estudio más reciente, con respecto a la lepra, se llevó a cabo en un modelo animal, por lo que se necesitan más estudios para evaluar la eficacia de la vacuna rBCG30 en la protección contra la lepra en humanos. El siguiente paso en la investigación será probar la eficacia de la vacuna rBCG30 contra la tuberculosis en humanos. Si es eficaz contra la tuberculosis, entonces el siguiente paso sería probar su eficacia contra la lepra.

PLANTEAN HACER USO DE BACTERIAS INTESTINALES GENÉTICAMENTE MODIFICADAS COMO PROBIÓTICOS PARA PREVENIR Y TRATAR LA OBESIDAD Y OTROS ENFERMEDADES CRÓNICAS

Investigadores de la Universidad de Vanderbilt, Estados Unidos, han descubierto bacterias que producen un compuesto terapéutico en el intestino que inhiben el aumento de peso, la resistencia a la insulina y otros efectos adversos de una dieta alta en grasa en ratones experimentales.

El investigador principal Sean Davies, Ph.D. y profesor adjunto de Farmacología, afirma que en esencia se ha evitado la mayoría de las consecuencias negativas de la obesidad en ratones, incluso aunque ellos hayan estado comiendo una dieta alta en grasas.

Ciertos temas reglamentarios deben ser abordados antes de pasar a estudios en humanos, pero los resultados sugieren que puede ser posible manipular las bacterias residentes en el intestino para tratar la obesidad y otras enfermedades crónicas.

Davies tiene un interés de largos años en usar bacterias probióticas (bacterias amigables como las de yogurt) para suministrar fármacos al intestino de una manera sostenida, con el fin de eliminar los regímenes diarios de medicamentos asociados a las enfermedades crónicas.

Otros estudios han demostrado que la microbiota natural del intestino juega un papel importante en la obesidad, la diabetes y en las enfermedades cardiovasculares, por lo que Davies y su equipo se preguntaron si se podría manipular la microbiota intestinal de una manera que promueva la salud y no implique riesgo de contraer enfermedades crónicas.

Para empezar, el equipo necesitaba una cepa bacteriana segura que coloniza el intestino humano. Ellos seleccionaron la cepa E. coli Nissle 1917, que ha sido utilizado como tratamiento probiótico para la diarrea desde su descubrimiento hace casi 100 años.

Ellos modificaron genéticamente la cepa de E. coli para producir un compuesto lipídico llamado NAPE, que normalmente se sintetiza en el intestino delgado en respuesta a la alimentación. El NAPE se convierte rápidamente en NAE, un compuesto que reduce tanto la ingesta de alimentos como el aumento de peso. Alguna evidencia sugiere que la producción de NAPE puede ser muy reducida en los individuos que comen una dieta alta en grasas.

Los investigadores añadieron las bacterias productoras de NAPE al agua de los ratones que comieron una dieta alta en grasas durante ocho semanas. Los ratones que recibieron las bacterias modificadas tenían una dramáticamente menor ingesta de alimentos, grasa corporal, resistencia a la insulina e hígado graso en comparación con los ratones que recibieron las bacterias de control.

Ellos encontraron que estos efectos protectores persistieron durante al menos cuatro semanas después de que las bacterias productoras de NAPE fueran removidas del agua. Incluso doce semanas después de retiradas las bacterias modificadas, los ratones tratados aún tenían un peso y grasa corporal mucho más bajo en comparación con los ratones de control. Las bacterias activas ya no persistieron después de unas seis semanas.

Como comentó Sean Davies, todavía no han logrado su objetivo final, el cual sería hacer un solo tratamiento para luego no tener que administrar bacterias nuevamente. Ellos consideran que se puede obtener suficientes bacterias para que persistan en el intestino y tengan un efecto sostenido, es decir, un efecto que dure más tiempo.

Sean Davies señaló además que su equipo también observó efectos de los compuestos en el hígado, lo que sugiere que puede ser posible usar bacterias modificadas para entregar agentes terapéuticos más allá del intestino.

Actualmente, los investigadores están trabajando en estrategias para abordar los temas reglamentarios relativas a la contención de las bacterias, por ejemplo, silenciando genes requeridos por los microorganismos para vivir fuera del huésped tratado.

AVANCES EN EL DESARROLLO DE UNA VACUNA CONTRA LA MALARIA MEDIANTE EL USO DE PARÁSITOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS

Investigadores de Seattle BioMed anunciaron que han desarrollado una nueva generación de parásitos genéticamente atenuados (GAP) que podrían constituir el camino hacia una vacuna altamente protectora contra la malaria.

La malaria es causada por parásitos Plasmodium que se transmiten a los humanos por la picadura de mosquitos. Aunque las medidas de control, tales como mosquiteros, se implementan cada vez más, no existe ninguna vacuna eficaz capaz de erradicar la enfermedad.

El trabajo de los investigadores describe el desarrollo de parásitos de la malaria genéticamente modificados que son debilitados por la remoción precisa de genes y diseñados para prevenir eficazmente que el parásito induzca una infección en los seres humanos. Estos parásitos atenuados genéticamente son incapaces de multiplicarse, pero están vivos y capaz de estimular eficazmente el sistema inmune para construir defensas que prevengan la infección patógena. Si bien las vacunas ha demostrado ser muy eficaz en la protección contra los virus y bacterias, estas siguen siendo un enfoque nuevo en la lucha contra los parásitos.

Stefan Kappe, Ph.D., autor y profesor correspondiente de Seattle BioMed afirma que si bien la vacunación con parásitos vivos atenuados es capaz de proporcionar una protección completa contra la infección de la malaria, es imperativo que se pueda inutilizar permanentemente el complejo parásito de la malaria de modo que no pueda causar la enfermedad, y en su lugar, preparar eficazmente el sistema inmunológico.

La cepa GAP de primera generación (Ver aqui) tenía dos genes extraídos del parásito, pero esta nueva técnica, desarrollada en colaboración con científicos del Instituto Walter y Eliza Hall, en Australia, elimina tres genes independientes asociados con la patogenicidad del parásito, derogando de manera efectiva su capacidad de establecer una infección en los seres humanos.

El siguiente paso es probar la seguridad y eficacia de este parásito atenuado en los ensayos clínicos de una manera muy eficiente. El Centro de Ensayos Clínicos de Seattle BioMed es uno de los cuatro centros en el mundo aprobado para probar con seguridad y eficacia nuevos tratamientos contra la malaria y vacunas en seres humanos mediante el modelo de exposición humana a la malaria.

PROTEÍNAS MODIFICADAS GENÉTICAMENTE COMO POSIBLES VACUNAS CONTRA LA ALERGIA AL MELOCOTÓN

Una investigación, llevada a cabo por el Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (UPM-INIA) y dirigido por Araceli Díaz Perales, ha estudiado la alergia al melocotón, la alergia alimentaria más común , y la proteína de Pru p 3. Como resultado de este trabajo de investigación, se han desarrollado tres variantes hipoalergénicas de esta proteína. Todos pueden ser buenos candidatos para el uso de la inmunoterapia específica para la alergia al melocotón y también pueden ser utilizados como una vacuna.

Hoy en día, la alergia afecta a más del 25 % de la población de los países desarrollados. Actualmente, el tratamiento de la alergia a los alimentos consiste en evitar la ingesta de estos alimentos. Sin embargo , la posibilidad de reactividad cruzada (reacción a los alimentos relacionados) hace que esta práctica sea ineficaz.

La inmunoterapia específica es el único tratamiento para prevenir los signos más graves de la progresión de la alergia. La inmunoterapia consiste en la ingesta de dosis crecientes de extractos de alergenos a pacientes afectados. Sin embargo, el uso de este extracto podría inducir reacciones anafilácticas o conducir a la sensibilización a nuevos alergenos que se encuentran en la mezcla. De acuerdo con esto, el uso de moléculas hipoalergénicas, con menor capacidad de unirse a anticuerpos pero con la capacidad de estimular el sistema inmune, sería una herramienta útil para la inmunoterapia.

La alergia alimentaria más común en España y en el área mediterráneas es la alergia al melocotón, que es causada principalmente por las Pru p 3 proteínas. El tratamiento actual de esta alergia consiste en evitar el consumo de melocotón, ni frescas ni procesadas. Como alternativa, esta investigación ha definido las regiones de esta proteína alergénica que está implicada en la unión a anticuerpos y la estimulación de las células del sistema inmune. Después de eso, los investigadores desarrollaron tres variantes hipoalergénicas de esta proteína que se puede utilizar como una vacuna.

Estas variantes son el resultado de la modificación de epítopes (regiones de unión a anticuerpos) de esta proteína y se utilizaron en una investigación con un paciente alérgico al melocotón con el fin de confirmar su capacidad de estimulación del sistema inmune. Cada variante tiene una modificación diferente que fue diseñada mediante el uso de herramientas genéticas. Aunque la variante 1 (Pru p 3.01) mostró actividad alergénica muy similar con la proteína natural, la variantes Pru p 3.02 y Pru p 3.03 presentaron menor capacidad para unirse a anticuerpos. Además, esta ultimas mantuvieron su capacidad de estimular las células del sistema inmunológico (linfocitos) de los pacientes alérgicos al melocotón durante los ensayos in vitro.

Los resultados muestran que estas dos moléculas (Pru p 3,02 y Pru p 3,03) podrían ser buenos candidatos para el uso de la inmunoterapia específica para la alergia al melocotón.

Este trabajo de investigación ha establecido las bases para establecer una nueva estrategia de inmunoterapia, aunque sería necesario realizar ensayos adicionales de estas dos moléculas en animales para comprobar su eficacia en el tratamiento de la alergia al melocotón.

CREAN BACTERIAS CON PROTEINAS A MANERA DE JERINGUILLAS MICROSCÓPICAS PARA LA INSERCIÓN DE PROTEÍNAS TERAPÉUTICAS A CÉLULAS HUMANAS

Científicos del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del CSIC de España han obtenido una patente en los Estados Unidos que les permite utilizar bacterias no patógenas. Las bacterias (E.coli) modificadas tienen en su membrana unas proteínas a modo de jeringuilla con las que son capaces de inyectar anticuerpos de pequeño tamaño (nanoanticuerpos) y otras proteínas con potencial terapéutico (p.ej. enzimas) a células humanas, evitando de esta manera la barrera que representa la membrana plasmática de la célula. 

En el caso de usar nanoanticuerpos, estos se podrían unir dentro de la célula a una proteína diana que participase en un proceso patológico para inactivar su función. 

Para comprobar la viabilidad de esta tecnología, el grupo dirigido en el CNB por el doctor Luis Ángel Fernández introdujo estos nanoanticuerpos en el citoplasma de células humanas demostrando que se unían especificamente a su proteína diana.

Una de las principales ventajas de este sistema es que la producción de los nanoanticuerpos la realiza la propia bacteria de manera continua, lo que podría reducir el coste y el número de dosis necesario para administrar estos anticuerpos de forma efectiva. 

Fernández recalca además su seguridad, ya que la inyección de los anticuerpos por parte de E. coli no conlleva ni la invasión de la células por parte de las bacterias ni la transferencia de manterial genético, al contrario que lo que ocurre con virus modificados. 

El objetivo actual de este grupo de investigación es combinar estas jeringas moleculares en bacterias "probióticas" con nuevas modificaciones de forma que actuasen en el intestino y otras mucosas del organismo como auténticos "microrrobots" dirigidos tanto para la detección como el tratamiento in situ de lesiones de tipo inflamatorio o tumoral.

PRUEBAN VACUNAS ENCAPSULADAS EN NANOPARTÍCULAS PARA SU ADMINISTRACIÓN DIRECTA EN SUPERFICIES MUCOSAS

Muchos virus y bacterias infectan a los humanos a través de superficies mucosas, como aquellos en los pulmones, el tracto gastrointestinal y el tracto reproductivo. Para ayudar a combatir estos patógenos, los científicos están trabajando en vacunas que pueden establecer una línea de defensa en las superficies mucosas.

Actualmente las vacunas pueden ser administradas a los pulmones a través de un aerosol, pero los pulmones a menudo se deshacen de la vacuna antes de que pueda provocar una respuesta inmune. Para superar esto, los ingenieros del MIT han desarrollado un nuevo tipo de nanopartícula que protege a la vacuna un tiempo suficientemente largo para generar una respuesta inmune fuerte, no sólo en los pulmones, sino también en las superficies mucosas lejanas del sitio de vacunación, tales como el tracto gastrointestinal y reproductivo.
Estas vacunas pueden ayudar a proteger contra la influenza y otros virus respiratorios, o prevenir las enfermedades de transmisión sexual como el VIH, el virus del herpes simple y el virus del papiloma humano, dice Darrell Irvine, profesor del MIT y líder del equipo investigación. Él también está estudiando el uso de las partículas para ofrecer vacunas contra el cáncer y otras enfermedades infecciosas.
Sólo un puñado de vacunas para mucosas han sido aprobadas para uso humano, el ejemplo más conocido es la vacuna contra la polio "Sabin", que se administra por vía oral y se absorbe en el tracto digestivo.

Para crear mejores formas de administración de tales vacunas, Irvine y sus colegas se basaron en una nanopartícula que ellos desarrollaron dos años atrás  Los fragmentos de proteína que componen la vacuna están encerradas en una esfera de varias capas de lípidos que químicamente están unidas la una a la otra, haciendo a las partículas más duraderas en el interior del cuerpo.

Esto permite a las partículas resistir la desintegración una vez que alcanzan los pulmones. Con este embalaje más resistente, la vacuna de proteína permanece en los pulmones el tiempo suficiente para que las células inmunitarias recubran la superficie de los pulmones las agarren y entreguen a las células T. La activación de las células T es un paso crítico para que el sistema inmune forme una memoria de las partículas de la vacuna.
En estudios con ratones, los investigadores encontraron que los antígenos del VIH o cáncer encapsulados en nanopartículas fueron absorbidos por las células inmunes con mucho más éxito que aquellas sin ser encapsuladas en nanopartículas.

El VIH no infecta a los ratones, por lo que para poner a prueba la respuesta inmune generada por las vacunas, los investigadores infectaron los ratones con una versión del vaccinia virus (VV) que fue diseñado para producir la proteína del VIH.

Los ratones vacunados con nanopartículas fueron capaces de contener rápidamente el virus y evitar que se escapen a los pulmones. VV se propaga a los ovarios antes de la infección, pero los investigadores encontraron que el VV en los ovarios de los ratones vacunados con nanopartículas fue indetectable, mientras que las concentraciones virales importantes se encontraron en ratones que recibieron otras formas de la vacuna.

Los ratones que recibieron la vacuna de nanopartículas perdieron una pequeña cantidad de peso después de la infección, pero luego se recuperaron completamente, mientras que era 100 por ciento letal para los ratones que recibieron la vacuna no encapsulada.

Los investigadores también encontraron una fuerte presencia de células T de memoria en las superficies mucosas distantes, incluso en los tractos digestivo y reproductivo. Irvine advierte además que a pesar de que la inmunidad en las mucosas distantes después de la vacunación en una superficie mucosa también se ​​ha visto en los seres humanos, todavía se está indagando si los patrones observados en ratones se reproducen completamente en humanos.

Las partículas también mantienen la promesa para la administración de vacunas contra el cáncer. Para probar esto, los investigadores implantaron en los ratones tumores de melanoma que fueron diseñados para expresar la ovoalbúmina. Tres días más tarde, se vacunaron los ratones con ovoalbúmina. Ellos encontraron que los ratones que recibieron la vacuna en nanopartículas rechazaron por completo los tumores, mientras que los ratones que recibieron la vacuna no recubierta, no lo hicieron.

Otros estudios deben realizarse con tumores más difíciles, dice Irvine. En el futuro, las pruebas con vacunas dirigidas a las proteínas expresadas por las células cancerosas serían necesarias.

POSIBLE VACUNA CONTRA LA MALARIA ELABORADA A PARTIR DE PARÁSITOS ATENUADOS MEDIANTE INGENIERÍA GENÉTICA

Un estudio podría ofrecer esperanza de una nueva vacuna de patógenos vivos-atenuados contra la malaria. Este estudio sugiere que los parásitos de la malaria modificados genéticamente (GAP) que son atenuados a través de precisas supresiones de genes podrían ser utilizados como una vacuna que protege contra la infección de la malaria. Esto significa que la versión inofensiva (atenuada) del parásito podría interactuar con el cuerpo de la misma manera como la versión infecciosa , pero sin posibilidad de causar enfermedad. La vacunación con GAPs  podría inducir respuestas inmunitarias robustas que protegen contra una futura infección con malaria.

Según la Organización Mundial de la Salud , hubo 219 millones de casos documentados de la malaria en el 2010, causando la muerte de hasta 1,2 millones de personas en todo el mundo. Tratamientos antipalúdicos están disponibles para reducir el riesgo de infección, pero hasta el momento no existe una vacuna eficaz contra la enfermedad.

El mes pasado, un equipo de científicos anunció los resultados de un ensayo con un nuevo tipo de vacuna contra la malaria, una preparación de parásitos debilitado por radiación. El ensayo mostró resultados prometedores , pero el método de la vacunación no era óptimo, requiriendo administración intravenosa y múltiples dosis altas. Este nuevo estudio describe un método de atenuación a través de la ingeniería genética en lugar de la radiación, que ofrece esperanza para una vacuna más consistente que da una mejor protección.
Stefan Kappe, Ph.D., autor principal del artículo y profesor de Seattle BioMed afirma que la malaria es una de las principales causas de muerte en el mundo, y pone en peligro el 40 por ciento de la población mundial, pero aún no existe una vacuna efectiva. En este trabajo se muestra que los parásitos genéticamente modificados son una opción viable y prometedora para el desarrollo de una vacuna contra la malaria, y actualmente están diseñando la próxima generación de cepas atenuadas del parásito con el objetivo de entrar en los estudios clínicos en breve.
Por primera vez, los investigadores crearon una versión debilitada del parásito de la malaria humana mediante la alteración de su ADN. Ellos probaron la seguridad del nuevo parásito modificado mediante inyección de seis voluntarios humanos a través de picaduras de mosquitos. Cinco de los seis voluntarios no mostraron infección con el parásito, sugiriendo que la nueva técnica genética tiene potencial como la base para una vacuna contra la malaria.
Stefan Kappe tambien cree que este enfoque ofrece un nuevo camino para hacer una vacuna de protección contra la malaria que puede que supere las limitaciones de los intentos de desarrollo previos. Los parásitos genéticamente modificados potencialmente proporcionan un acercamiento potente y escalable a la vacunación contra la malaria.

PRODUCEN POR PRIMERA VEZ CÉLULAS MADRE EMBRIONARIAS EN RATONES VIVOS ADULTOS

Por primera vez, un equipo científico ha conseguido que células adultas de un organismo vivo retrocedan en su desarrollo evolutivo hasta recuperar características propias de células madre embrionarias. 

Liderado por Manuel Serrano, director del programa de Oncología Molecular del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), los resultados revelan además que estas células madre embrionarias obtenidas directamente en el interior del organismo tienen una capacidad de diferenciación más amplia que las conseguidas mediante cultivo in vitro.

Las células madre embrionarias son la principal apuesta para la futura medicina regenerativa. Son las únicas capaces de generar cualquier tipo celular de los cientos que conforman un organismo adulto, por lo que constituyen el primer paso para la curación de enfermedades como alzhéimer, párkinson o diabetes. No obstante, este tipo de células tiene una brevísima existencia, limitada a los primeros días del desarrollo embrionario, y no existen en ninguna parte del organismo adulto.

Uno de los mayores hitos en la reciente investigación biomédica fue el protagonizado por Shinya Yamanaka, quien al conseguir crear en el laboratorio células madre embrionarias abrió un nuevo horizonte en la medicina regenerativa. Sin embargo, el nuevo trabajo ha dado un paso más al conseguir lo mismo que el científico japonés, pero esta vez dentro del propio organismo, en ratones, sin necesidad de pasar por placas de cultivo in vitro.

El primer desafío de los investigadores del CNIO fue reproducir el experimento en un ser vivo. Usando técnicas de manipulación genética, crearon ratones en los que se puede activar a voluntad los cuatro genes de Yamanaka. Estos factores se expresan de forma inducible por doxiciclina (un antibiótico), de forma que se pueden controlar cuándo van a expresarse simplemente añadiendo doxiciclina al agua de bebida de los ratones.Así, cuando activaron estos genes, observaron que las células adultas fueron capaces de retroceder en su desarrollo evolutivo hasta células madre embrionarias en múltiples tejidos y órganos.

En comparación con las células obtenidas con la técnica desarrollada por Yamanaka, la células madre obtenidas ahora representan un estadio embrionario aún más temprano, con mayores capacidades de diferenciación. De hecho, los autores fueron incluso capaces de inducir la formación de estructuras pseudoembrionarias en las cavidades torácica y abdominal de los ratones.

Estos pseudoembriones presentaban las tres capas propias de los embriones, estructuras extraembionarias como el saco vitelino e incluso signos de formación de células sanguíneas. Estas células madre son mucho más versátiles que las células de Yamamaka, cuya potencialidad genera las distintas capas del embrión, pero nunca tejidos que sustentan el desarrollo de un nuevo embrión, como la placenta.

Los autores subrayan que las posibles aplicaciones terapéuticas del trabajo aún están lejos, pero sugieren que pueden significar un cambio en el rumbo de las investigaciones con células madre en la medicina regenerativa o en la ingeniería tisular. Por el momento, los científicos no han conseguido injertar con éxito células diferenciadas provenientes de células madre generadas in vitro.

María Abad, miembro del equipo, opina que, a partir de ahora, lo ideal sería inducir la reprogramación in vivo dentro de tejidos dañados y que sea allí donde esas células se diferencien. Con esto se evitaría la extracción de células, la reprogramación y diferenciación al tipo celular deseado in vitro, y el transplante.

La científica además sostiene que estas células madre sobreviven también fuera de los ratones, en cultivo, por lo que podrían, además, manipularlas en el laboratorio. Finalmente, el siguiente paso es estudiar si estas nuevas células madre son capaces de generar de una forma más eficiente distintos tejidos, como páncreas, hígado o riñón.

CREAN MINICEREBROS A PARTIR DE CÉLULAS MADRE HUMANAS PARA EL ESTUDIO DE ENFERMEDADES NEUROLÓGICAS

El desarrollo del cerebro humano es uno de los grandes misterios de la biología, pero un grupo de investigadores austriacos y británicos presentan una técnica para generar tejido cerebral que ayudará a avanzar en su estudio.

El equipo, liderado desde el Instituto de Biotecnología Molecular (IMBA) de la Academia Austriaca de Ciencias, ha conseguido crear organoides cerebrales partiendo de un cultivo de células madre pluripotentes. 

Jürgen Knoblich, del IMBA afirma que han generado un neuroectodermo, una capa de células de la que se deriva el sistema nervioso. Los fragmentos de este tejido se mantienen en un cultivo tridimensional y se embeben en gotas de un gel que actúa de andamiaje para que pueda crecer. Para favorecer la absorción de los nutrientes, se transfirieron después las gotas de gel a un biorreactor giratorio, y en unas tres o cuatro semanas ya estaban formadas y definidas las regiones cerebrales.

En los organoides cerebrales resultantes se pueden diferenciar regiones como corteza cerebral, retina, meninges o el plexo coroideo (porción del encéfalo que forma el líquido cefalorraquídeo).

Después de dos meses de desarrollo, los minicerebros alcanzan su tamaño máximo, aunque pueden sobrevivir indefinidamente,en la actualidad hasta 10 meses, en el biorreactor giratorio. Según los investigadores, probablemente, y de momento, no crecen más debido a la falta de un sistema de circulación eficaz que lleve los nutrientes y el oxígeno al interior del organoide. 

En cualquier caso, estos tejidos cerebrales en 3D se asemejan a las primeras etapas de formación del cerebro humano, por lo que facilitan los estudios sobre la evolución de este órgano esencial. Además, el método permite estudiar algunas enfermedades neurológicas humanas de una forma que no lo hacen los modelos con ratas u otros animales de laboratorio, cuyo cerebro es menos complejo.

En concreto, los investigadores han logrado identificar y modelar con su técnica un trastorno que afecta el desarrollo normal del cerebro: la microcefalia, que conduce a tener un cerebro más pequeño en las personas que lo padecen. Los autores sugieren que las células defectuosas que aparecen en los pacientes no experimentan el mismo crecimiento en los ratones, lo que podría explicar por qué los modelos en animales han sido incapaces de recoger la gravedad de este trastorno como se observa en los seres humanos.

UNA NUEVA PROTEÍNA DESCUBIERTA CON UN VASTO POTENCIAL PARA EL TRATAMIENTO DEL CÁNCER Y OTRAS ENFERMEDADES

En la investigación del cáncer, el descubrimiento de una nueva proteína que juega un papel importante en el cáncer es como encontrar una llave y un mapa del tesoro: seguir las pistas y con el tiempo podría haber una gran recompensa. Al menos esa es la esperanza de un nuevo estudio que descubrió una nueva proteína llamada  proteína transportadora de ceramida-1 fosfato (CPTP), un hallazgo que podría conducir al desarrollo de nuevos fármacos para tratar una variedad de cánceres y otras enfermedades relacionadas con la inflamación y la trombosis o coagulación de la sangre.

El equipo descubrió que la CPTP regula los niveles de lípidos biológicamente activos, que son moléculas tales como ácidos grasos, que a menudo desempeñan un papel en la señalización celular. Este estudio determinó que la función principal de la CPTP es para el transporte de ceramida-1-fosfato (C1P), un lípido que ayuda a regular el crecimiento celular, la supervivencia, la migración y la inflamación. Específicamente, el C1P aumenta la producción de eicosanoides proinflamatorios, potentes moléculas de señalización que contribuyen a la inflamación crónica en enfermedades tales como el cáncer, el asma, la aterosclerosis y la trombosis.

Según Charles Chalfant, líder del equipo, es posible que se haya identificado el blanco más nuevo para el tratamiento del cáncer debido al importante papel que esta proteína juega en un número de funciones celulares, y podría tener grandes implicaciones para una variedad de enfermedades como el cáncer que son causadas por la inflamación.

Los investigadores fueron capaces de determinar la composición de los lípidos bioactivos regulados por la CPTP. Residiendo en el citoplasma, el equipo encontró que la CPTP regula el catabolismo del C1P, un proceso que rompe la molécula con el fin de liberar su energía. También demostraron que la CPTP transporta el C1P a la membrana celular donde ayuda a sintetizar eicosanoides a partir de ácidos grasos en la membrana.

Confirmación de una década de investigación del laboratorio de Chalfant, los científicos proporcionan más pruebas de que el C1P regula al grupo IVA fosfolipasa A2, una enzima que promueve la inflamación a través de la producción de un ácido graso conocido como ácido araquidónico. La liberación de ácido araquidónico a través de la activación de esta enzima via el C1P ,se demostró desencadena la producción de eicosanoides. Estos descubrimientos ayudan a explicar la relación reportada entre la ceramida quinasa, la enzima responsable de la producción del C1P, y el mal pronóstico en pacientes con cáncer de mama, lo que sugiere además que el alivio de la inflamación sistémica puede conducir a un mejor pronóstico y una mejor respuesta al tratamiento.

Chalfant espera poder utilizar este conocimiento de la estructura de la CPTP con el fin de encontrar moléculas pequeñas y otros medios que puedan bloquear esta proteina. Los usos inmediatos de tales agentes terapéuticos pueden ser el restablecimiento de la coagulación en pacientes con traumatismos mediante el mantenimiento de los niveles de eicosanoides específicos que median en la coagulación de la sangre. Sin embargo, con más investigación, él y su equipo esperan definir exactamente cómo se produce la CPTP de manera que se pueda regular su producción y potencialmente desarrollar nuevos tratamientos para una variedad de enfermedades.

NUEVO HALLAZGO PARA LA REGENERACIÓN DE EXTREMIDADES AMPUTADAS

Los mamíferos poseen la notable capacidad de regenerar una yema del dedo perdida, incluyendo la uña, nervios y hasta el hueso. En humanos, una yema del dedo amputada puede regenerarse en tan sólo dos meses, un fenómeno que ha permanecido poco comprendido hasta ahora, y que suscita la obvia pregunta de si se podría lograr activar este proceso en otras partes del cuerpo, para hacer rebrotar extremidades amputadas.

En un nuevo estudio, se ha descubierto la vía bioquímica que enlaza el crecimiento de las uñas con la regeneración de las yemas de los dedos. Los investigadores, del Centro Médico Langone de la Escuela de Medicina en la Universidad de Nueva York, Estados Unidos, han aclarado así algunos de los aspectos de este raro poder regenerativo en mamíferos, documentando por vez primera la cadena de eventos bioquímica que se pone en marcha tras la amputación de la yema de un dedo.

El equipo de la Dra. Mayumi Ito ha descubierto una población de células madre autorrenovables en la matriz de la uña, una parte del lecho de la uña rica en terminales nerviosas y vasos sanguíneos, que estimulan el crecimiento de la uña. Además, los científicos han comprobado que estas células madre dependen, para regenerar el hueso en la yema del dedo, de una familia de proteínas conocidas como la red de señalización Wnt. Las proteínas de esta familia son las mismas que desempeñan un papel crucial en la regeneración de tejido y de cabello.

Cuando el equipo de investigación bloqueó la vía de señalización de la red Wnt en ratones con yemas de los dedos amputadas, la uña y el hueso no rebrotaron como lo habrían hecho en condiciones normales.

La capacidad del cuerpo humano para hacer rebrotar una yema del dedo amputada plantea la posibilidad de activar por medios artificiales este proceso en otras partes del cuerpo, a fin de intentar regenerar extremidades amputadas.

Pero lo más fascinante para los científicos fue constatar que podían manipular la vía de la red Wnt para estimular la regeneración en hueso y otros tejidos más allá de las yemas de los dedos, logrando rebrotes que no se dan de forma natural ante amputaciones de esta magnitud.

El hallazgo podría ser quizá un primer paso hacia el desarrollo de terapias futuras para ayudar a regenerar extremidades amputadas en las personas que las perdieron.

REGENERAN LA RETINA EN RATONES MEDIANTE REPROGRAMACIÓN NEURONAL

Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona han conseguido regenerar la retina en ratones utilizando reprogramación neuronal. En este momento hay varias líneas de investigación que exploran la posibilidad de regeneración de los tejidos a través de la reprogramación celular. Uno de los mecanismos que se estudian es la reprogramación a través de la fusión celular.

La investigadora Pia Cosma y su equipo han utilizado el mecanismo de fusión celular para reprogramar las neuronas de la retina. Este mecanismo consiste en la introducción de células madre de la médula ósea en la retina dañada. Las nuevas células no diferenciadas se fusionan con las neuronas de la retina y éstas adquieren la capacidad de regenerar el tejido.

Pia Cosma, jefe del grupo de Reprogramación y Regeneración del Centro de Regulación Genómica, explica que por primera vez se ha conseguido regenerar la retina y reprogramar sus neuronas a través de la fusión de células in vivo. Se ha identificado una vía de señalización que, una vez activada, permite a las neuronas ser reprogramadas a través de su fusión con células de médula ósea . Este descubrimiento es importante no sólo por las posibles aplicaciones médicas para la regeneración de la retina, sino también para la posible regeneración de otros tejidos nerviosos.

El estudio, publicado por la revista Cell Reports, demuestra que la regeneración del tejido nervioso por medio de la fusión de células es posible en los mamíferos y describe esta nueva técnica como un mecanismo potencial para la regeneración de tejido nervioso más complejo.

El grupo que dirige Pia Cosma, se centrará ahora en determinar si este descubrimiento se produce de la misma manera en un número mayor de ratones, con la intención de descartar efectos colaterales futuros.

Esta investigación se encuentra en las primeras etapas, pero ya hay laboratorios interesados ​​en ser capaz de continuar con el trabajo y llevarlo a un nivel más aplicado.

REPROGRAMAN CÉLULAS DE LA PIEL EN CÉLULAS MADRE EMBRIONARIAS PARA TERAPIA

Los científicos de la Oregon Health & Science University y el Centro de Investigación Nacional de Primates de Oregon (ONPRC) han reprogramado con éxito células de piel humana en células madre embrionarias capaces de transformarse en cualquier otro tipo de célula en el cuerpo. Se cree que las terapias de células madre mantienen la promesa de la sustitución de las células dañadas por una lesión o enfermedad. Enfermedades o condiciones que pueden ser tratadas a través de esta terapia incluyen la enfermedad de Parkinson, la esclerosis múltiple, enfermedades cardiacas y lesiones de la médula espinal.

La técnica utilizada por los investigadores es una variación de un método de uso común llamada transferencia nuclear de células somáticas, o SCNT. Se trata de trasplantar el núcleo de una célula, que contiene el ADN de un individuo, en un óvulo cuyo material genético ha sido eliminado. El óvulo fertilizado se desarrolla y finalmente produce células madre.

El doctor Mitalipov, miembro del equipo de investigación, explicó que un examen completo de las células madre obtenidas a través de esta técnica demostró la capacidad de éstas para convertirse, al igual que las células madre embrionarias normales, en diferentes tipos de células. Además, debido a que estas células reprogramadas pueden ser generadas con el material genético nuclear de un paciente, no hay que preocuparse de rechazo en un trasplante. 

Si bien hay mucho trabajo por hacer en el desarrollo de tratamientos con células madre seguras y efectivas, los investigadores creen que este es un importante paso hacia adelante en el desarrollo de células que podrían ser utilizadas en la medicina regenerativa.

Otro aspecto destacable de este estudio es que no se trata de la utilización de embriones fertilizados, un tema que ha sido la fuente de un debate ético significativo.

El éxito del equipo de Mitalipov en la reprogramación de células de piel humana llegó a través de una serie de estudios tanto en células humanas y de mono. Intentos fallidos previos realizados por varios laboratorios mostraron que los óvulos humanos parecen ser más frágiles que los huevos de otras especies. Por lo tanto, los métodos de reprogramación conocidos estuvieron estancados antes que las células madre sean producidas.

Para resolver este problema, los investigadores estudiaron diversos enfoques alternativos desarrollados primero en células de mono y después aplicados a las células humanas. A través de los hallazgos entre células de mono y células humanas, los investigadores fueron capaces de desarrollar un método exitoso.

La clave de este éxito fue encontrar una manera de estimular los óvulos para permanecer en un estado llamado metafase durante el proceso de transferencia nuclear. El equipo de investigación encontró que mantener químicamente la metafase durante todo el proceso de transferencia impidió que el proceso no se estanque y permitió además que las células se desarrollen y produzcan las células madre.

Una distinción importante es que mientras que el método podría ser considerado como una técnica para la clonación de células madre, comúnmente llamado clonación terapéutica, el mismo método probablemente no tenga éxito en la producción de clones humanos conocidos de otra manera como la clonación reproductiva. Varios años de estudios en monos de la transferencia nuclear de células somáticas no han logrado producir clones de mono. Se piensa que este es también el caso con los seres humanos.

UTILIZAN BACTERIAS PARA IMPEDIR QUE LOS MOSQUITOS TRANSMITAN LA MALARIA

Una buena estrategia contra la malaria podría ser "atacar en lugar de protegerse". Los investigadores y autores de un ensayo publicado en la revista Science han conseguido modificar a los mosquitos que transmiten la enfermedad para hacerles resistentes al parásito responsable del trastorno. Además, también han logrado que esa inmunidad se herede en varias generaciones de los insectos, lo que podría ser fundamental para impedir nuevos contagios en humanos.

La clave de esta nueva estrategia la tiene la bacteria Wolbachia, presente de forma natural en otras especies de insectos. Un equipo dirigido por Zhiyong Xi, de la Universidad de Michigan en Estados Unidos, inyectó la bacteria en ejemplares de mosquitos Anopheles stephensi, la variedad responsable de la mayor parte de los casos de malaria en el sureste asiático.

Su principal obstáculo era conseguir que la infección por Wolbachia pasara de ser temporal a transmitirse de generación en generación, pero los investigadores consiguieron dar con una cepa -wAlbB- que era capaz de pasar de madres a hijos.

En el experimento, el equipo probó distintos niveles de infección cruzando hembras portadoras con machos libres de la bacteria. Y en absolutamente todos los casos, hasta ocho generaciones de insectos heredaban la protección contra el parásito.

En realidad, la bacteria Wolbachia actúa como si de una vacuna específica para los mosquitos se tratase. Así, neutraliza al parásito tanto en el intestino, el lugar donde madura, como en las glándulas salivares, desde donde llega a los humanos a través de cada picotazo.

Aunque aún es pronto para sacar conclusiones definitivas, los autores de este trabajo apuntan que la estrategia, que también se ha probado de forma experimental contra enfermedades como el dengue, puede ser muy importante para el control de la malaria.

Una vez que la bacteria se inocula en una población de mosquitos, sólo hay que dejar que la naturaleza siga su curso y los cruces entre ejemplares transmitan la infección, lo que supondría un importante ahorro en costes e infraestructuras.

Con todo, los especialistas reclaman cautela hasta que otras investigaciones ratifiquen cada punto del trabajo. Una de las cosas vitales que deberán dilucidar estos trabajos es si la especie Anopheles gambiae, la responsable de la mayor parte de las infecciones en África, se comporta de la misma manera con respecto a la bacteria y a su transmisión.

CREAN HUESOS A PARTIR DE CÉLULAS MADRE DERIVADAS DE LA PIEL

Un equipo de científicos aseguran haber generado sustitutos óseos de pacientes gracias a células de la piel para reparar grandes defectos en el hueso. El estudio supone un avance en los tratamientos reconstructivos personalizados para pacientes con defectos óseos resultantes de enfermedad o trauma que facilitará el desarrollo de injertos de hueso en tres dimensiones, combinados para adaptarse a las necesidades específicas y el perfil inmunológico de cada paciente.

A partir de células de la piel, los científicos han logrado reprogramar las células adultas para convertirlas en un estado similar al embrionario; así, las células resultantes son células madres pluripotentes inducidas (iPS) y son portadoras de la misma información genética que el paciente, además de poder convertirse en cualquier tipo de células humanas.

El siguiente paso fue programar a estas células para que se convirtieran en células progenitoras formadoras de hueso y, a continuación, los científicos sembraron las células en un andamiaje para la formación de hueso tridimensional. En concreto, los científicos colocan las construcciones en un dispositivo llamado biorreactor, que proporciona nutrientes, elimina los desechos y estimula la maduración, simulando un entorno de desarrollo natural.

Estudios previos ya habían demostrado el potencial de formación de huesos de otras fuentes celulares, aunque todavía es pronto para su traslado a la clínica. El problema radica en que aunque las células madre de médula ósea de un paciente pueden formar tejido óseo y cartilaginoso, no son capaces de generar la vasculatura subyacente y compartimentos nerviosos; además, los huesos derivados de células madre embrionarias pueden inducir un rechazo inmunológico. Para evitar estas limitaciones, los investigadores decidieron trabajar con células iPS.

Para el tratamiento de los defectos y lesiones óseas se emplean actualmente injertos óseos obtenidos a partir del propio paciente, de un banco de hueso de donante o gracias sustitutos sintéticos. Sin embargo, ninguno de estos permite la reconstrucción compleja y pueden provocar rechazo inmunológico para integrarse con los tejidos circundantes conectivos. Para los pacientes que sufren de traumatismos o lesiones vehiculares, estos tratamientos tradicionales proporcionan una mejora funcional y estética.

Antes de usar su técnica en animales, los investigadores verificaron en el laboratorio si funcionaba. Al comprobar que generaba hueso, los investigadores evaluaron la estabilidad cuando se trasplantaron células iPS derivadas en un modelo animal. El riesgo que hay con las células iPS no diferenciadas es que pueden formar teratomas, un tipo de tumor. Después de implantar las iPS derivadas de células de sustitutos óseos bajo la piel de ratones inmunodeficientes, a las 12 semanas, no había señales de tumores malignos, y sí que células de los vasos sanguíneos se integraban a lo largo de los injertos, lo que indica la estabilidad de los sustitutos óseos.

Los científicos advierten que si bien estos resultados representan un avance importante, se necesita una mayor investigación antes de que los injertos óseos derivados de células de la piel lleguen a los pacientes. Los próximos pasos incluyen la optimización del protocolo y el éxito del crecimiento de los vasos sanguíneos dentro del hueso. 

CREAN CON BIOTECNOLOGÍA UN RIÑÓN CAPAZ DE PRODUCIR ORINA

Riñones de rata obtenidos por biotecnología desarrollados por investigadores del Hospital General de Massachusetts (MGH), Estados Unidos, produjeron orina con éxito tanto en un aparato de laboratorio y después de ser implantados en animales vivos.

En su informe, publicado en la edición online de la revista Nature Medicine, el equipo de investigación describe la construcción de riñones funcionales de reemplazo a través de células vivas de órganos de donantes, un enfoque utilizado anteriormente para crear corazones bioartificiales, pulmones e hígados.

Harald Ott, del Centro de Medicina Regenerativa del MGH y autor principal del artículo, indicó que lo que es único en este enfoque es que la arquitectura del órgano nativo se mantiene, por lo que el injerto resultante puede ser trasplantado como un riñón de un donante y se conecta a los sistemas vasculares y urinarios del receptor.

El científico agregó que si esta tecnología se puede escalar hasta el tamaño de injertos de humanos, los pacientes que sufren de insuficiencia renal que se encuentran actualmente en espera de riñones de donantes o que no son aptos para un trasplante en teoría podría recibir órganos nuevos derivados de sus propias células.

El enfoque utilizado en este estudio para diseñar órganos de donantes, basado en una tecnología que Ott descubrió como investigador en la Universidad de Minnesota, consiste en despojar las células vivas de un órgano de un donante con una solución de detergente y luego repoblar la estructura de colágeno que mantiene con el tipo celular apropiado, en este caso las células endoteliales humanas para reemplazar el revestimiento del sistema vascular y células de riñón de ratas recién nacidas.

En primer lugar, el equipo de investigación descelularizó riñones de ratas para confirmar que las estructuras complejas del órgano se conservaban y mostró que la técnica funcionaba a una escala mayor por la purga de las células del cerdo y riñones humanos.

Además, se aseguraron de que se sembraron las células apropiadas en las partes correctas de la estructura de colágeno requeridas para la entrega de las células vasculares a través de la arteria renal y las células del riñón a través del uréter.

También ajustaron con precisión las presiones de las soluciones para activar las células que se dispersan a través de los órganos en su totalidad, que se cultivaron a continuación en un bioreactor durante un máximo de 12 días.

Los investigadores probaron primero los órganos repoblados en un dispositivo que pasa la sangre a través de su sistema vascular y drena la orina, lo que reveló la evidencia de filtrado de sangre, actividad molecular y producción de orina.

Así, los riñones de bioingeniería trasplantados en ratas vivas a las que se les había quitado un riñón comenzaron a producir orina tan pronto como el suministro de sangre se restauró, sin evidencia de hemorragia o formación de coágulos.

La función general de los órganos regenerados se redujo significativamente en comparación con la de los riñones normales y saludables, algo que los investigadores creen que puede ser atribuido a la inmadurez de las células neonatales utilizadas para repoblar el andamiaje.

El perfeccionamiento de los tipos de células utilizadas para la siembra y maduración adicional en el cultivo puede permitir lograr un órgano más funcional. En base a esta prueba inicial, se espera que los riñones de bioingeniería algún día sean capaces de sustituir completamente la función renal al igual que los riñones de los donantes lo hacen hoy en día.

Este vídeo lo encontré en YouTube, considero que es más explicativo. Cortesía de Nature:

LOGRAN REVERTIR EN RATONES LA DESPIGMENTACIÓN QUE CAUSA EL VITÍLIGO EN LA PIEL

La desfiguración de la piel a causa del  vitíligo puede ser invertida utilizando una proteína genéticamente modificada diseñada por investigadores de la Loyola University Chicago’s Stritch School of Medicine.

De acuerdo con el dermatólogo Jeffrey Karaban, quien no está asociado con la investigación, los resultados serían impactantes si un tratamiento consistentemente eficaz utilizando la proteína puede ser producido.

Según Caroline Le Poole, miembro del equipo de investigadores, la investigación hasta ahora se ha limitado a los ratones, pero las pruebas preliminares en muestras de tejido de piel humana también han dado resultados prometedores. Sin embargo, los investigadores esperan obtener la financiación de los ensayos clínicos en humanos.

Le Poole y sus colegas recorrieron los 641 aminoácidos que forman la proteína HSP70i, conocida por jugar un papel vital en la respuesta autoinmune que causa el vitiligo. El trastorno afecta a entre el 0,5 y 0,8 por ciento de la población y se caracteriza por la destrucción de los melanocitos, encargados de la pigmentación de la piel, dejando parches blancos e irregulares con la misma textura que la piel normal.

Le  Poole explica que iniciaron buscando la región de la molécula que sería responsable de la activación del vitíligo y fue allí donde introdujeron una serie de mutaciones para averiguar cuáles tendrían un efecto sobre la respuesta inmune que sigue y cuáles interferían totalmente con la respuesta.

Le Poole inyectó la versión mutada de la proteína en un grupo de ratones de color oscuro que desarrollaron vitíligo, caracterizado por parches blancos distintivos de piel. La proteína mutante sustituyó la proteína normal HSP70i encontrada en los ratones y en cuestión de semanas, el color se restauró completamente.

Le Poole ha estado estudiando el vitíligo y las células productoras de melanina  en la piel, llamadas melanocitos durante más de 20 años y considera sus hallazgos más recientes, un hito en su carrera.

Según los Institutos Nacionales de Salud, el vitíligo parece ocurrir cuando las células inmunitarias destruyen los melanocitos, que producen pigmento, porque el sistema inmunitario del cuerpo las ve como una amenaza, es una predisposición genética pero algunos productos químicos y otros factores ambientales también pueden jugar en él.

Los dermatólogos se basan en una variedad de herramientas para el tratamiento del vitíligo, ninguno de los cuales son soluciones a largo plazo: cremas de esteroides, terapia de luz ultravioleta, vitamina D, e injertos de piel, que puede ser doloroso y costoso.

Le Poole dijo que hay una serie de pasos que se deben tomar antes de que la proteína mutante pueda ser aprobada para el tratamiento comercial, se  tendría que averiguar lo que hace a otras respuestas inmunes o si hay algunos efectos no deseados.

UNA FUENTE ILIMITADA DE CÉLULAS RENALES HUMANAS HA SIDO CREADA

Investigadores del Instituto de Bioingeniería y Nanotecnología (IBN) han generado con éxito células de riñón humanas a partir de células madre embrionarias humanas in vitro. En concreto, se producen las células renales en condiciones artificiales en el laboratorio sin usar animales u órganos. Esto no habia sido posible hasta ahora.

Según el Director Ejecutivo, el profesor Jackie Y. Ying, este descubrimiento tiene implicaciones de amplio alcance para la toxicología in vitro, detección de drogas, como modelos de enfermedad y medicina regenerativa. En particular, los investigadores están interesados en la aplicación de la tecnología para desarrollar pruebas predictivas de drogas in vitro y modelos de toxicidad renal como alternativas a la experimentación animal.

El líder de equipo y director científico de investigación,  el Dr. Daniele Zink afirma que el riñón es el órgano objetivo principal para los efectos tóxicos inducidos por las drogas, por lo tanto, es importante que las empresas farmacéuticas detecten a tiempo en la fase de desarrollo de sus medicamentos si estos podrían causar nefrotoxicidad en los seres humanos. Sin embargo, un problema importante que obstaculiza este estudio es la falta de adecuadas células renales, que ahora podrían ser resueltas a través de este descubrimiento.

En la actualidad, las células de riñón se extraen directamente de muestras de riñones  humanos. Sin embargo, este método no es eficiente porque tales muestras son limitadas, y las células extraídas mueren después de pocas divisiones celulares en las placas Petri. Además, las células obtenidas a partir de diferentes muestras presentarían características variables, dependiendo de la edad, sexo, estado de salud y otras condiciones del donante. Por lo tanto, las células que se han aislado a partir de muestras humanas son relativamente inadecuadas para investigación y aplicaciones industriales que requieren un gran número de células.

Un enfoque alternativo es utilizar líneas de células renales humanas que pueden ser reproducidas indefinidamente en el laboratorio. Sin embargo, estas células no pueden utilizarse en muchas aplicaciones debido a problemas de seguridad, y a que sus características funcionales por lo general han sido cambiadas tan profundamente que ya no pueden ser útiles hacia la predicción del comportamiento de células en el cuerpo humano.

Por otro lado, la técnica desarrollada por IBN permite que las células madre embrionarias humanas puedan diferenciarse en células tubulares proximales renales. Este tipo particular de células de riñón juega un papel importante en el órgano relacionados con la enfermedad y los procesos de eliminación del fármaco. Los resultados mostraron que estas células  generadas por IBN eran similares a las células tubulares proximales renales aisladas a partir de muestras frescas de riñón humano. Por ejemplo, muestran genomas y patrones de expresión de proteínas muy similares. También, puesto que las células madre embrionarias pueden crecer indefinidamente en cultivo celular, los investigadores han descubierto una fuente potencialmente ilimitada de células de riñón humano.

Actualmente los investigadores están planeando modificar el protocolo con el fin de generar otros tipos de células renales de células madre. Además están probando las células renales que generaron en modelos in vitro de nefrotoxicología desarrollados por el Instituto, y se han obtenido resultados de pruebas muy prometedoras. 

CREAN BIORREACTOR PARA CREAR MEMBRANAS ARTIFICIALES QUE SUSTITUYEN LA PIEL

Luego de varios años, los integrantes del Grupo de Trabajo en Ingeniería de Tejidos (GIT)  de la Universidad Nacional de Colombia, lograron fabricar una versión local de un biorreactor spinner que recrea las condiciones óptimas para el cultivo a gran escala de membranas artificiales.

Este es un equipo que ofrece unas condiciones ambientales de aislamiento que permiten cultivar fibroblastos, las células propias de tejidos conectivos del cuerpo (epidermis, dermis y cartílagos, etc.). El aparato puede funcionar sin utilizar una incubadora, como tradicionalmente sucede.

Los investigadores cultivan células y soportes de colágeno (superficie donde crecen los fibroblastos) para crear sustitutos que restauren las funciones que hayan perdido seres humanos o animales. Estos resultan de gran utilidad para reemplazar tejidos dañados cuya cicatrización natural es difícil. 

El reto es obtener productos sanos, sin daños en el patrón cromosómico. Para eso, se debe propiciar una eficaz división celular (mitosis) en el laboratorio, tal como sucede en un ser vivo. Este es un punto crucial, pues una inadecuada manipulación del material puede originar fallas que lo inhabilitarían para ser usado en humanos. 

“Tratamos de hacer por fuera lo que la naturaleza ha hecho tan bien. Trabajamos con mucosa oral y úlceras, pero siempre habíamos estado limitados por los equipos. Ahora, con los nuevos desarrollos del laboratorio, modificamos las condiciones y podemos producir tejido a gran escala”, asegura Martha Fontanilla, doctora en Ciencias Biomédicas y líder del GIT. Y es que, en la actualidad, uno de los desafíos más urgentes de la Ingeniería de Tejidos es cultivarlos en grandes volúmenes, para beneficiar a una mayor cantidad de personas.

Los procesos bioquímicos y biológicos que se desencadenan gracias a la acción del biorreactor se encuentran controlados y permiten elaborar tejidos artificiales con características superiores a las de los cultivos estáticos (por ejemplo, una incubadora celular). Así, se desarrollan soportes grandes, un ambiente mejor controlado y una mayor área de cultivo.

Asimismo, el equipo permite el crecimiento de células de fibroblastos en mallas de colágeno. Y, a través de agitación continua, efectúa una distribución más adecuada de las sustancias utilizadas y una proliferación celular en condiciones óptimas de esterilidad.

El cultivo de tejido conectivo artificial se hace mediante un sistema de dispersión de gas que facilita la transferencia de CO2 y O2 en el material en crecimiento, al tiempo que optimiza la aireación superficial. 

La profesora Fontanilla asegura que los biorreactores normales tienen una capacidad de cincuenta mililitros, pero resalta que en el laboratorio de la UN lograron desarrollarlo de tal manera que su capacidad es de dos litros y funciona fuera de la incubadora de CO2. 
La importancia de este desarrollo se evidencia en casos como el de los diabéticos, cuyas heridas no cicatrizan fácilmente porque no tienen suficiente oxígeno y cuyas condiciones pueden ser simuladas en el biorreactor. 

Además, el biorreactor determina los soportes y las células propicias para cada caso; como las que están involucradas en la señalización celular y en el cierre de heridas, que son las encargadas de dar las órdenes a otras células para que comiencen el proceso de cicatrización o de regeneración. 

Cada uno de los integrantes del GIT ha contribuido a perfeccionar el biorreactor. Gracias a su entrega, los resultados del grupo serán la base de partida para crear una empresa que está próxima a ponerse en marcha con el apoyo de Colciencias. De esta manera, se aprovechará la capacidad instalada del laboratorio, lo que hará más rentable el procedimiento, al producir una mayor cantidad de tejido para beneficiar a más personas.