Las células madre reparadas producen nuevas células hepáticas de trabajo

Científicos del Reino Unido tomaron células madre de las células de la piel de pacientes con una enfermedad hepática hereditaria llamada deficiencia de alfa1-antitripsina, usaron "tijeras moleculares" para efectuar una reparación "limpia" de la mutación genética que causa la enfermedad y mostraron ambas pruebas tubos y en ratones, que el gen funcionó correctamente cuando las células madre formaron nuevas células que eran casi como las células del hígado. Naturaleza informa el estudio, dirigido por investigadores del Instituto Wellcome Trust Sanger y la Universidad de Cambridge, en su edición en línea del 12 de octubre.
El estudio es significativo porque utiliza un método ordenado que no deja restos del mecanismo de reparación, lo que de otro modo podría introducir riesgos inaceptables en un entorno clínico: por lo tanto, es una nueva forma de hacer una "corrección limpia" al gen defectuoso.
Debido a esto, acerca la posibilidad de terapias de células madre específicas para el paciente, mediante las cuales las células madre corregidas se usan para desarrollar células hepáticas activas dentro del paciente y así evitar la necesidad de trasplantes de hígado costosos y con frecuencia riesgosos.
El coautor, el profesor Allan Bradley, director emérito del Wellcome Trust Sanger Institute, dijo a la prensa:
"Hemos desarrollado nuevos sistemas para dirigir genes e integramos todos los componentes para corregir, de manera eficiente, los defectos en las células del paciente".
"Nuestros sistemas no dejan rastros de la manipulación genética, salvo la corrección genética", agregó.
El coautor, el profesor David Lomas, profesor de biología respiratoria en la Universidad de Cambridge y médico consultor en los hospitales Addenbrooke y Papworth, ha dedicado los últimos 20 años a trabajar en el mecanismo de la deficiencia de alfa1-antitripsina y se preocupa por los pacientes con la afección. Él dijo:
"Como actualmente no hay cura para esta enfermedad aparte del trasplante de hígado, y dado el aumento de las cepas en el programa nacional de trasplante de hígado como resultado del fuerte aumento en la frecuencia de la enfermedad hepática, terapias alternativas para enfermedades genéticas y otras enfermedades del hígado se buscan con urgencia ".
Bradley, Lomas y sus colegas se enfocaron en un defecto genético que causa enfermedad hepática cirrótica y aumenta el riesgo de cáncer de pulmón y enfisema. El defecto da como resultado la deficiencia de alfa1-antitripsina (A1ATD), el trastorno hereditario conocido más común del hígado y el pulmón, que se produce en aproximadamente una de cada 2000 personas de origen del norte de Europa.
El defecto que causa la enfermedad ocurre en un solo cambio de nucleótido en el gen que codifica la alfa1-antitripsina (A1AT), un inhibidor enzimático que normalmente protege los tejidos corporales contra la inflamación excesiva. Las personas con el gen defectuoso no pueden liberar A1AT adecuadamente del hígado, donde permanece atrapado, y causa el daño que conduce a la cirrosis hepática y al enfisema pulmonar.
Actualmente, la única forma de tratar el hígado cirrótico es a través del trasplante.
Bradley dijo a Nature News que una cura genética requeriría un reemplazo completo del gen defectuoso en todo el hígado, ya que cualquier proteína mutante restante continuaría acumulándose y causando daño:
"No se puede simplemente poner una copia normal porque eso no es suficiente para cambiar la enfermedad", dijo Bradley.
Es por eso que los investigadores recurrieron a las células madre, porque se las puede engatusar para que se conviertan en prácticamente cualquier célula del cuerpo, incluidas las nuevas células hepáticas. La idea era si era posible reparar el ADN en las células madre, entonces quizás podrían regenerar tejido nuevo que carecía de células con el defecto genético.
Hay dos tipos de células madre: Pluripotente embrionario e inducido (iPS). Los embriones son el "estándar de oro", hacen las mejores células madre, pero existen muchos problemas éticos con su uso, entre otras cosas porque requiere la destrucción de muchos embriones.
Luego, los científicos descubrieron que podían reprogramar las células de la piel y las células de la sangre para que se volvieran pluripotentes (capaces de formar un rango de otras células) como las células madre embrionarias, y nació la idea de la célula iPS. Pero a medida que pasaba el tiempo, descubrieron que las células iPS cultivadas en laboratorio tal vez no eran tan fáciles y seguras como se pensaba, por ejemplo, pueden acumular mutaciones en el ADN que luego causan crecimiento incontrolado de tejido.
Entonces el equipo enfrentó un desafío difícil: si un problema con las células iPS es que acumulan defectos en el ADN, entonces es mejor asegurarse de que cuando entren para reparar el cambio de un solo nucleótido en el gen A1AT, no hayan dejado ningún resto de el mecanismo de reparación (como ADN extraño) que podría facilitar esto.
Y al leer su informe, parece que lo han hecho y comprobaron que lo hicieron.
Basándose en trabajos previos de Cambridge, donde transformaron células de la piel en células hepáticas mediante la reprogramación de células madre, el equipo corrigió con éxito y precisión un gen de alfa1-antitripsina en una línea celular establecida que contiene la mutación.
Usaron "tijeras moleculares" en forma de una molécula modificada genéticamente llamada "nucleasa de dedos de zinc" para encontrar y cortar el gen A1AT defectuoso en células iPS fabricadas a partir de células cutáneas de personas con A1ATD.
Luego usaron una molécula de ADN autoinsertable llamada "piggyBac" para reemplazar la parte defectuosa. Posteriormente, eliminaron las secuencias piggyBac de las células, por lo que cuando las convencieron para que se diferenciaran en células hepáticas, estas no mostraron ningún rastro de daño residual en el ADN en el sitio de corrección.
Las células iPS formaron células que mostraron algunas de las propiedades de los hepatocitos, las células hepáticas más afectadas por A1ATD.
14 días después de que los investigadores trasplantaron las células genéticamente modificadas como hepatocitos en ratones, algunas de ellas se habían integrado al hígado y producían A1AT humana.
Por lo tanto, los investigadores demostraron que la copia exacta del gen ahora estaba activa en las células similares a los hepatocitos al mostrar la presencia de A1AT normal en los experimentos de tubo de ensayo y ratón.
El Dr. Ludovic Vallier, autor principal del estudio y experto en biología de células madre pluripotentes, dijo:
"Este estudio representa un primer paso hacia la terapia celular personalizada para los trastornos genéticos del hígado".
"Todavía tenemos mayores desafíos que superar antes de cualquier aplicación clínica, pero ahora tenemos las herramientas necesarias para avanzar hacia este objetivo esencial", dijo Vallier, quien es investigador principal e investigador principal del Medical Research Council (MRC) en el Centro MRC de la Universidad de Cambridge. para la Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa y el Departamento de Cirugía.
Cuando analizaron antes las células madre, el equipo descubrió que sus genomas a menudo contienen mutaciones, aunque no está claro qué las causa. Pero en este estudio tuvieron la precaución de emplear las últimas técnicas de secuenciación para encontrar las células con el menor número de mutaciones, y luego observar qué sucede con éstas cuando se diferencian en células de tejido.
Sugieren que la detección de células madre será una parte muy importante de la seguridad de las terapias que usan estos métodos.
En un paso final, los investigadores tomaron células directamente de un paciente con A1ATD y corrigieron el defecto del gen exactamente como lo hicieron con la línea celular: encontraron que las células corregidas producían A1AT normal.
Lomas dijo:
"Es una serie bastante notable de resultados, basada en una sólida investigación y la participación generosa de nuestros pacientes. Uno de los próximos pasos será explorar el uso de esta técnica en ensayos en humanos".
Bradley estuvo de acuerdo, "Estos son los primeros pasos, pero si esta tecnología puede ser tratada, ofrecerá grandes beneficios posibles para los pacientes".
Escrito por Catharine Paddock PhD

Correr durante 30 minutos por día podría retrasar el envejecimiento celular en 9 años

Una nueva investigación enfatiza la importancia de la actividad física, después de descubrir que las personas que son muy activas pueden retrasar años de su edad biológica. Los investigadores dicen que correr de 30 a 40 minutos durante 5 días a la semana podría reducir el envejecimiento celular en 9 años. Un investigador de la Universidad Brigham Young en Provo, UT, descubrió que correr durante 30 o 40 minutos todos los días durante 5 días a la semana puede reducir el acortamiento de los telómeros y disminuir el envejecimiento celular en 9 años.

(Health)

11 beneficios del aceite de árbol de té

Tabla de contenido Beneficios Riesgos y advertencias El aceite de árbol de té, también conocido como aceite de melaleuca, es un aceite esencial destilado de las hojas de la planta australiana nativa Melaleuca alternifolia. En las últimas décadas, su popularidad ha crecido en otras partes del mundo como un tratamiento alternativo y complementario.

(Health)