Los ingenieros biomédicos han desarrollado vasos sanguíneos humanos en miniatura que exhiben muchos de los síntomas y reacciones a los medicamentos asociados con el Síndrome de Progeria Hutchinson-Gilford, una enfermedad genética extremadamente rara que causa síntomas similares al envejecimiento acelerado en los niños.
La tecnología ayudará a los médicos e investigadores a evaluar los posibles tratamientos terapéuticos para la enfermedad con mayor rapidez, con el objetivo de eventualmente crear una plataforma para la detección personalizada. La técnica también ofrece una nueva forma de estudiar otras enfermedades raras y podría proporcionar información sobre el tratamiento de la enfermedad cardíacaen la vejez.
El estudio fue publicado en línea el 15 de agosto en la revista Informes científicos .
"Uno de los medicamentos actualmente recetados para esta enfermedad prolonga la vida de los pacientes en tres meses, y eso se ha considerado una hazaña importante", dijo Leigh Atchison, un candidato a doctorado en ingeniería biomédica en la Universidad de Duke y primer autor del estudio ".Están buscando algo que prolongue la vida útil incluso unos pocos meses. Es tan devastador ".
Síndrome de Hutchinson-Gilford Progeria - o simplemente progeria para abreviar - es una enfermedad genética no hereditaria causada por una mutación de un solo punto en el genoma. Es tan rara y mortal que actualmente solo hay unos 250 casos conocidosen todo el mundo.
La progeria es provocada por una proteína defectuosa llamada progerina que se acumula fuera del núcleo de una célula en lugar de convertirse en parte de su sistema de soporte estructural. Esto hace que el núcleo adopte una forma anormal e inhibe su capacidad para dividirse. Los síntomas resultantes se ven muchocomo el envejecimiento acelerado, y los pacientes afectados generalmente mueren de enfermedades cardíacas causadas por vasos sanguíneos debilitados antes de los 14 años.
"La progeria no se considera hereditaria, porque nadie vive lo suficiente como para transmitirla", dijo George Truskey, profesor de ingeniería biomédica de R. Eugene y Susie E. Goodson en Duke. "Actualmente hay 75 niños en ensayos clínicos"., lo cual es sorprendente dada la rareza de la enfermedad. Pero con 15 compuestos bajo consideración para los ensayos, las matemáticas finalmente no funcionarán. No puede probar todos estos medicamentos o varias combinaciones de ellos en humanos, por lo que "esperamos que nuestra plataforma brinde una forma alternativa de probarlos "
Los vasos sanguíneos son difíciles de simular porque sus paredes tienen múltiples capas de células, incluidos el endotelio y los medios. El endotelio es el revestimiento más interno de todos los vasos sanguíneos que interactúa con la sangre circulante. Los medios están hechos principalmente de células musculares lisas queayuda a controlar el flujo y la presión de la sangre dentro.
Los investigadores creen que es el deterioro de estas células del músculo liso lo que en última instancia conduce a la enfermedad cardíaca y la falla que a menudo mata a los pacientes con progeria. Pero debido a que hay tan pocas personas con progeria, es extremadamente difícil estudiar en los pacientessí mismos.
"Debido a que es una enfermedad tan difícil de estudiar, queríamos ver si podíamos crear una plataforma usando células humanas que representara la enfermedad con mayor precisión y luego usarla para pruebas de drogas", dijo Atchison. "Así que tratamos de hacer crecer en miniaturavasos sanguíneos artificiales que usan células madre pluripotentes inducidas derivadas de células tomadas de pacientes con progeria ".
El plan funcionó. En solo cuatro semanas de crecimiento, los vasos sanguíneos diseñados exhiben muchos de los síntomas observados en personas con la enfermedad, síntomas que los cultivos celulares simples no han podido recrear. Los vasos sanguíneos también responden de manera similar a los productos farmacéuticos, revelando matices sobre cómo funcionan las terapias actuales.
Si bien los vasos sanguíneos mostraron una función mejorada después de una semana de recibir un análogo de rapamicina, se mantuvo un medicamento conocido como everolimus, calcificación y otros síntomas de enfermedad cardiovascular. Esto implica que el medicamento está ayudando a que las células del músculo liso funcionen mejor,pero sin remediar los síntomas subyacentes.
"Es por eso que nuestro sistema podría ser tan útil", dijo Atchison. "Podría decirnos exactamente qué está haciendo el medicamento de una manera más rápida y de mayor rendimiento, y si necesitamos un segundo tratamiento para abordar otros aspectos de laenfermedad."
El éxito también puede ayudar al estudio de otras enfermedades raras.
"Lo principal con lo que estamos contentos es que esto sirve como prueba de principio para crear un modelo vascular de una enfermedad rara en el laboratorio para comprenderlo mejor y, con suerte, desarrollar una terapia", dijo Truskey.
La investigación también puede proporcionar una idea de por qué algunas personas mayores se vuelven especialmente propensas a las enfermedades cardíacas. Muchos pacientes cardíacos han mostrado la misma acumulación de la proteína progerina, por lo que los investigadores creen que puede haber un vínculo entre las dos afecciones.
Por supuesto, existen limitaciones para los nuevos vasos sanguíneos artificiales. No están conectados a ningún órgano externo, ni están incrustados en la complicada biología de un ser humano vivo.
"Solo creamos células de músculo liso de pacientes con progeria en este estudio, pero sus células endoteliales también podrían desempeñar un papel importante", dijo Atchison. "Si podemos incorporar células endoteliales derivadas de las propias células de los pacientes en el modelo comobueno, entonces podemos crear una plataforma de pruebas más personalizada para estos pacientes ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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