Los científicos de Johns Hopkins informan que las células adultas reprogramadas para convertirse en células madre primitivas, llamadas células madre pluripotentes inducidas iPSC, hacen pequeños "paquetes de carga" capaces de administrar proteínas, anticuerpos u otras terapias potencialmente restauradoras o reparadoras a las células envejecidas.Los iPSC humanos que estudiaron produjeron mucho más de los paquetes, formalmente conocidos como vesículas extracelulares, que otros tipos de células madre adultas comúnmente utilizadas para este propósito en la investigación.
Las vesículas extracelulares son naturalmente abundantes en muchos tipos de células, que utilizan las esferas que contienen carga para comunicarse con otras células. Tienen aproximadamente una centésima parte del diámetro de una célula y pueden transportar cualquier cosa, desde grasas y proteínas hasta ácidos nucleicos.Cuando una célula libera una vesícula extracelular, otras células cercanas absorben el pequeño paquete y su contenido, lo que lo convierte en un objetivo atractivo para el envasado de tratamientos para células enfermas que se deterioran o envejecen prematuramente, dicen los investigadores.
Para empaquetar un tratamiento potencial en una vesícula extracelular, los científicos generalmente usan una célula llamada célula madre mesenquimatosa, que se encuentra entre las células grasas o de médula ósea y da lugar a otras células grasas y óseas. Los científicos modifican genéticamente la célula madre para producirvesículas con la terapia celular relacionada con el tratamiento, generalmente una proteína.
Pero los científicos de Johns Hopkins dicen que las células madre mesenquimales no son las mejores fuentes de vesículas extracelulares. Las células no se multiplican con tanta frecuencia como las iPSC, y se necesitan más células para producir mayores cantidades de vesículas extracelulares necesarias para el uso terapéutico.Además, las células mesenquimales crecen mejor en un líquido llamado suero fetal bovino, que contiene vesículas extracelulares potencialmente contaminantes del tratamiento que son difíciles de distinguir y separar de las vesículas extracelulares derivadas de las células mesenquimales.
Por el contrario, el líquido utilizado para almacenar y alimentar iPSCs humanos en el laboratorio, llamado Essential 8, está libre de vesículas extracelulares y proteínas animales, y los científicos de Johns Hopkins descubrieron que las células podrían producir 16 veces más vesículas que las células madre mesenquimales.
"Queríamos mostrar a otros científicos que trabajan en terapias potenciales que las iPSC humanas pueden producir de manera eficiente vesículas extracelulares altamente purificadas que podrían, algún día, usarse para tratar enfermedades relacionadas con el envejecimiento", dice Linzhao Cheng, Ph.D., aprofesor de medicina y oncología en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y miembro del Centro de Cáncer Johns Hopkins Kimmel.
Cheng y su colega Vasiliki Machairaki, Ph.D., profesor asistente de neurología en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, el compañero posdoctoral Senquan Liu y otros colegas informaron los resultados de sus experimentos en línea el 27 de febrero en células madre .
Los científicos alimentaron vesículas extracelulares hechas de iPSCs humanas y células mesenquimales a células humanas que habían sido genéticamente modificadas para modelar una enfermedad llamada progeria, que envejece las células mucho más rápido que las células normales. Cuando los científicos abrieron las células receptoras humanas y analizaronEn sus proteínas, encontraron un aumento de más del doble en las cantidades de varias proteínas antioxidantes, llamadas peroxiredoxinas, dentro de las células alimentadas con vesículas extracelulares hechas de iPSC, lo que evitó el daño a las células relacionado con el envejecimiento. Los antioxidantes ayudan a prevenir el envejecimiento.daño relacionado a las células.
Cheng dice que los iPSC algún día podrían ser los más adecuados para administrar tratamientos para enfermedades relacionadas con el envejecimiento celular como la progeria y la ELA o la enfermedad de Lou Gehrig, pero no otras enfermedades relacionadas con la edad como el cáncer porque los iPSC están diseñados naturalmente para promovercrecimiento y regeneración celular, un proceso que puede alimentar el cáncer.
Machairaki advirtió que se necesita una gran cantidad de investigación antes de que las vesículas se consideren efectivas y seguras para la terapia de enfermedades humanas. El equipo de investigación, dice ella, actualmente está planeando estudios en modelos animales para descubrir cómo superar el potencial del sistema inmunerechazar vesículas extracelulares, por ejemplo.
Los científicos de Johns Hopkins han solicitado una patente relacionada con la tecnología descrita en este informe.
Otros científicos que contribuyeron a la investigación incluyen a Hao Bai, Zheng Ding, Jiaxin Li y Kenneth W. Witwer de Johns Hopkins.
La investigación está financiada por el Fondo de Investigación de Células Madre de Maryland y los Institutos Nacionales de Salud R56 AG-057430.
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Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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