Un equipo de científicos de la Facultad de Medicina de la UNC y la Universidad Estatal de Carolina del Norte NCSU ha desarrollado una investigación prometedora hacia un posible tratamiento con células madre para varias afecciones pulmonares, como la fibrosis pulmonar idiopática FPI, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica EPOC y fibrosis quística: afecciones a menudo fatales que afectan a decenas de millones de estadounidenses.
en el diario Investigación respiratoria , los científicos demostraron que podían extraer células madre de pulmón de personas que usaban una técnica de consultorio médico no invasiva. Luego pudieron multiplicar las células pulmonares recolectadas en el laboratorio para producir suficientes células suficientes para la terapia humana.
En un segundo estudio, publicado en la revista Medicina traslacional de células madre , el equipo demostró que en los roedores podían usar el mismo tipo de célula pulmonar para tratar con éxito un modelo de FPI: una enfermedad crónica, irreversible y, en última instancia, mortal, caracterizada por una disminución progresiva de la función pulmonar.
Los investigadores han estado en conversaciones con la FDA y están preparando una solicitud para un ensayo clínico inicial en pacientes con FPI.
"Esta es la primera vez que alguien genera células madre pulmonares potencialmente terapéuticas a partir de muestras de biopsia mínimamente invasivas", dijo el coautor principal de ambos artículos, Jason Lobo, MD, profesor asistente de medicina en la UNC y director médico de trasplante de pulmón yenfermedad pulmonar intersticial.
El coautor principal Ke Cheng, PhD, profesor asociado en el Departamento de Ciencias Biomédicas Moleculares de NCSU y el Departamento Conjunto de Ingeniería Biomédica UNC / NCSU, dijo: "Creemos que las propiedades de estas células las hacen potencialmente terapéuticas para una amplia gamade enfermedades de fibrosis pulmonar "
Estas enfermedades del pulmón implican la acumulación de tejido fibroso similar a una cicatriz, generalmente debido a la inflamación pulmonar crónica. A medida que este tejido fibroso reemplaza el tejido pulmonar activo, los pulmones se vuelven menos capaces de transferir oxígeno a la sangre. Los pacientes finalmente están enriesgo de muerte prematura por insuficiencia respiratoria. En el caso de la FPI, que se ha relacionado con el tabaquismo, la mayoría de los pacientes viven menos de cinco años después del diagnóstico.
Los dos tratamientos farmacológicos aprobados por la FDA para la FPI reducen los síntomas pero no detienen el proceso subyacente de la enfermedad. El único tratamiento efectivo es un trasplante de pulmón, que conlleva un alto riesgo de mortalidad e implica el uso a largo plazo de fármacos inmunosupresores.
Los científicos han estado estudiando la posibilidad alternativa de usar células madre para tratar la FPI y otras enfermedades de la fibrosis pulmonar. Las células madre son células inmaduras que pueden proliferar y convertirse en células adultas para, por ejemplo, reparar lesiones. Algunos tipos de células madretienen propiedades antiinflamatorias y antifibrosis que los hacen particularmente atractivos como posibles tratamientos para las enfermedades de fibrosis.
Cheng y Lobo se han centrado en un conjunto de células madre y células de soporte que residen en los pulmones y pueden cultivarse de manera confiable a partir de tejido pulmonar biopsiado. Las células se denominan células esferoides pulmonares por las estructuras esféricas distintivas que forman en el cultivo.Como informaron los científicos en un artículo inicial en 2015, las células esferoides pulmonares mostraron poderosas propiedades regenerativas cuando se aplicaron a un modelo de fibrosis pulmonar en ratones. En su actividad terapéutica, estas células también superaron a otras células madre no derivadas de los pulmones conocidas como células madre mesenquimales, que también están bajo investigación para tratar la fibrosis.
En el primero de los dos nuevos estudios, Lobo y su equipo mostraron que podían obtener células esferoides pulmonares de pacientes con enfermedad pulmonar humana con un procedimiento relativamente no invasivo llamado biopsia transbronquial.
"Recortamos muestras pequeñas de tejido de las vías respiratorias del tamaño de una semilla usando un broncoscopio", dijo Lobo. "Este método implica mucho menos riesgo para el paciente que una biopsia quirúrgica estándar de tejido pulmonar que penetra el pecho".
Cheng y sus colegas cultivaron células esferoidales pulmonares de estas pequeñas muestras de tejido hasta que fueron lo suficientemente numerosas, decenas de millones, para ser administradas terapéuticamente. Cuando infundieron las células por vía intravenosa en ratones, descubrieron que la mayoría de las célulasreunidos en los pulmones de los animales.
"Estas células provienen del pulmón y, en cierto sentido, son más felices, por así decirlo, viven y trabajan en el pulmón", dijo Cheng.
En el segundo estudio, los investigadores primero indujeron una condición de fibrosis pulmonar en ratas. La condición se parecía mucho a la FPI humana. Luego, los investigadores inyectaron las nuevas células esferoides cultivadas en un grupo de ratas. Al estudiar este grupo de animales y otro grupo tratadoCon un placebo, los investigadores observaron células pulmonares en general más saludables y significativamente menos inflamación pulmonar y fibrosis en las ratas tratadas con células esferoides pulmonares.
"Además, el tratamiento fue seguro y efectivo si las células esferoidales del pulmón se derivaron de los propios pulmones de los receptores o de los pulmones de una cepa de ratas no relacionada", dijo Lobo. "En otras palabras, incluso si las células madre donadaseran 'extraños', no provocaron una reacción inmune dañina en los animales receptores, como normalmente lo hace el tejido trasplantado "
Lobo y Chen esperan que cuando se usen terapéuticamente en humanos, las células de esferoides pulmonares se derivarían inicialmente del paciente para minimizar cualquier riesgo de rechazo inmune. En última instancia, sin embargo, para obtener suficientes células para un uso clínico generalizado, los médicos podrían recolectarlas de forma saludablevoluntarios, así como de pulmones enteros obtenidos de redes de donación de órganos. Las células madre podrían usarse más tarde en pacientes tal como están o emparejarse inmunológicamente con receptores de la misma manera que los órganos trasplantados se emparejan típicamente.
"Nuestra visión es que eventualmente estableceremos un banco universal de donantes de células", dijo Cheng.
Cheng, Lobo y sus equipos ahora están planeando un estudio inicial de células esferoidales pulmonares terapéuticas en un pequeño grupo de pacientes con FPI y esperan solicitar más adelante este año para la aprobación del estudio por parte de la FDA. A la larga, los científicos esperan queLa terapia con células madre pulmonares también ayudará a los pacientes con otras afecciones de fibrosis pulmonar de las cuales hay docenas, incluyendo EPOC, fibrosis quística y tuberculosis pulmonar fibrocavernosa.
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Materiales proporcionado por Cuidado de la salud de la Universidad de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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