Crear a las células madres inducidas Hypoimmunogenic de Pluripotent (iPSCs)

Las células madres pluripotent inducidas (iPSC) ofrecen oportunidades extensas en remedio regenerador, pues tienen el potencial de regenerar muchos diversos tejidos. Sin embargo, su producción es costosa, y el trasplante de la célula madre puede causar una reacción del sistema inmune del beneficiario que lleva eventual al rechazo del trasplante.

Los investigadores de Alemania y de los E.E.U.U. han encontrado una manera de ocultar las células trasplantadas de la inmunorespuesta, dándoles las mismas características hypoimmunogenic que blindan embriones en la matriz del sistema inmune de su molde-madre. El estudio fue publicado en marzo de 2019 en la biotecnología de la naturaleza.

Células madres en placa de 12 pozosEnero Bruder | Shutterstock

El revelado humano comienza con una célula de huevo fertilizada que tenga capacidades totipotenciales (TSC) de la célula madre, es decir pone el asiento de toda la célula distinguida pulsa hacia adentro nuestros órganos y tejidos. La mayor parte de nuestras células terminan hacia arriba en un estado distinguido, final en el cual no puedan dividir o distinguir más lejos en otros tipos de la célula.

Sin embargo, sigue habiendo como las células madres multipotent y suministra (MSC) contínuo algunas células las nuevas células distinguidas, por ejemplo, para reparar una herida. Hacer uso de estas capacidades regeneradoras con los trasplantes de la célula madre ofrece así las grandes oportunidades para el tratamiento de daños tisulares severos así como de enfermedades genéticas.

Hay muchos retos asociados a terapia del trasplante de la célula madre. Las células madres embrionarias (totipotencial) o pluripotent son la fuente de célula madre más útil como pueden convertirse en cualquier tejido, pero hay las implicaciones éticas que hacen esta ruta no deseable.

Afortunadamente, las células adultas se pueden invertir a un estado pluripotent, designado la célula madre pluripotent inducida (iPSC), que puede regenerar la mayoría de los tejidos. En principio, las propias células maduras de una persona se podrían invertir a los iPSCs y implantar nuevamente dentro de la carrocería, pero esto sería un proceso costoso y necesitando mucho trabajo. Las células madres de Multipotent (MSC) mientras tanto pueden regenerar solamente alguno, pero no todos los tejidos.

La ruta más deseable por lo tanto sería generar las líneas del iPSC que se pueden donar a los beneficiarios múltiples, pues bajarían el esfuerzo de la preparación generando una variedad de células optimizada del iPSC solamente una vez.

Sin embargo, si los iPSCs a partir de una persona se trasplantan en otra persona, las células tienen una superficie no nativa de la célula que cause una reacción del sistema inmune del beneficiario. Esto puede llevar al rechazo de los iPSCs y en efecto de la falla donados del tratamiento.

Los científicos ahora han demostrado que los iPSCs se pueden genético modificar en un estado hypoimmunogenic al cual el sistema inmune del beneficiario responda con menos vigor. Los investigadores, llevados por profesor Sonja Schrepfer (San Francisco), cambiaron el nivel de varias proteínas de la superficie de la célula para hacer que las células aparecen similares a los tejidos que protegen embriones durante embarazo contra ataques por el sistema inmune del molde-madre.

Cambio de los niveles de las proteínas MHC y CD47 de la superficie de la célula

Los investigadores utilizaron el gen de CRISPR que corregían para modificar iPSCs del ratón y del ser humano. Suprimieron los genes de los complejos mayores de antígeno-presentación de la histocompatibilidad I e II (MHC I/II) y hacia arriba-reguló la expresión de la proteína CD47 que hace señales a las células inmunes no al ataque.

Este concepto fue derivado de la observación que la misma configuración de estas proteínas ocurre en un tejido fetal integrado por las supuestas células del syncytiotrophoblast que separe el sistema de la sangre del embrión del de su molde-madre.

Las células gen-corregidas fueron probadas para la inmunogeneticidad en los análisis ines vitro (“análisis de la toxicidad de la célula de asesino natural ") y in vivo en ratones. Para los experimentos del ratón con los iPSCs humanos, los científicos usados “humanizaron” ratones con los órganos modificados del sistema inmune para representar mejor las contrapartes humanas.

¿Estrategia de Hypoimmunogenic un camino a los iPSCs universales?

Los científicos demostraron que los iPSCs gen-corregidos tenían una supervivencia mucho perfeccionada sobre sus contrapartes no-corregidas en el in vitro y in vivo los análisis, demostrando que el gen-corregir era eficiente para la producción de iPSCs hypoimmunogenic. También encontraron que cuando los iPSCs fueron implantados en ratones, comenzaron la formación de tejidos distinguidos, no obstante solamente incompleto dentro de la época de sus experimentos.

Los autores del estudio sugieren que esta estrategia de prevenir una inmunorespuesta contra trasplantes del iPSC podría abrir un camino en las células dispensadoras de aceite del iPSC universal que se pueden dar a diversos beneficiarios.

Esto sería un gran salto adelante, como las aproximaciones actuales para evitar inmunorespuestas del beneficiario son costosas (e.g producción individualizada de iPSCs de tejidos del beneficiario posterior) o solamente temporales (e.g immunosupresión por la medicación).

Otros estudios serán requeridos para entender los efectos a largo plazo de los iPSCs gen-corregidos sobre beneficiarios en los modelos animales, y para transferir las conclusión a un uso potencial en seres humanos.

Como umbral restante importante para las terapias del iPSC, la investigación anterior ha observado que un efecto secundario de las terapias de célula madre puede ser la aparición de tumores puesto que las células madres pueden dividir rápidamente, un reto que necesite ser resuelto antes de que las terapias de célula madre puedan utilizarse.

El estudio es autor de la nota que todas las experiencias con animales habían recibido la aprobación por los comités responsables de la Universidad de California San Francisco (cuidado animal de UCSF y comité institucionales del uso) y “del und alemán Verbraucherschutz de Gesundheit del für de AMT”.

Fuente

Deuse T y otros, los derivados de Hypoimmunogenic de células madres pluripotent inducidas evade el rechazo inmune en beneficiarios allogeneic completo inmunocompetentes. Biotecnología 2019, 37, 252-258 de la naturaleza; DOI: 10.1038/s41587-019-0016-3.

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Last Updated: Sep 25, 2019

Christian Zerfaß, Ph.D.

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Christian Zerfaß, Ph.D.

Christian is an enthusiastic life scientist who wants to understand the world around us. He was awarded a Ph.D. in Protein Biochemistry from Johannes Gutenberg University in Mainz, Germany, in 2015, after which he moved to Warwick University in the UK to become a post-doctoral researcher in Synthetic Biology.

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