El nuevo encontrar podía acelerar la investigación para regenerar el tejido dañado

Los científicos en el centro médico de NYU Langone han encontrado una manera de reforzar dramáticamente la eficiencia del proceso para girar las células adultas en las supuestas células madres pluripotent combinando tres composiciones bien conocidas, incluyendo vitamina C. Usando la nueva técnica en ratones, los investigadores aumentaron el número de células madres obtenidas de las células epiteliales adultas en más el doblez de 20 comparado con el método estándar. Dicen que su técnica es eficiente y segura, y que debe acelerar así generalmente la investigación dirigida usando las células madres para generar virtualmente cualquier tejido. Las células madres son las células no maduras o sin compromiso que son teóricamente capaces de convertirse en cualquier tipo de la célula.

“Esta alza grande en eficiencia nos da una oportunidad ahora a los mecanismos programados de la célula madre del estudio en la alta resolución,” dice a Matías Stadtfeld, doctorado, profesor adjunto de la biología celular y pieza del instituto de Skirball del remedio biomolecular y la Helen L. y Martin S. Kimmel Center para la biología de célula madre en el centro médico de NYU Langone, que llevó la investigación.

“Esto es un avance muy emocionante,” dice a Ruth Lehmann, doctorado, director del centro de Kimmel para la biología de célula madre y el instituto de Skirball en NYU Langone y de la silla del departamento de la biología celular. “La nueva tecnología desarrollada por el laboratorio de Stadtfeld para reprogramar las células distinguidas de manera eficaz y eficiente trae la perspectiva de la tecnología de la célula madre para el uso seguro en el remedio regenerador siempre tanto más cercano.”

El método estándar para reprogramar la piel, la sangre, u otros tipos tejido-específicos de la célula en las “células madres pluripotent inducidas” (los iPSCs) fue denunciado en 2006 por el laboratorio de Shinya Yamanaka de la universidad de Kyoto, que ganó más adelante un Premio Nobel Para el logro. El método implica la expresión artificial de cuatro OKSM aparados los genes dominantes (para Oct4, Klf4, Sox2 y el myc) cuya actividad colectiva pinche despacio las células en un estado no maduro como la de una célula embrionaria temprana.

En principio, uno podría recoger una muestra de células de una persona, inducir a las células que se conviertan en iPSCs, después para multiplicar los iPSCs en un plato del laboratorio y para estimularlos para madurarse hacia los tipos adultos deseados tales como sangre, cerebro de la célula o corazón-que entonces se podría utilizar para reemplazar el tejido herido o enfermo en eso el mismo individuo.

Pero hay muchos obstáculos técnicos formidables, entre los cuales está el bajo rendimiento de protocolos actualmente usados. Convertir la mayoría de los tipos de la célula en iPSCs estables ocurre a los índices del 1 por ciento o menos, y el proceso puede tardar semanas.

Los investigadores en el mundo entero han estado explorando para que las maneras refuercen esta eficiencia, y han denunciado en algunos casos avances importantes. Estos procedimientos, sin embargo, alteran a menudo los genes celulares vitales, que pueden causar los problemas para las terapias potenciales. Para el nuevo estudio, denunciado hoy en línea en partes de la célula madre, el Dr. Stadtfeld y sus personas del laboratorio decidían tomar una aproximación menos invasor e investigar las composiciones químicas que modulan transitorio las enzimas que están presentes en la mayoría de las células. “Quisimos especialmente conocer si estas composiciones se podrían combinar para obtener a las células madres en la eficacia alta,” al Dr. Stadtfeld decimos.

Dos de estas composiciones influencian los caminos bien conocidos de la transmisión de señales, llamados Wnt y TGF-β, que regulan procesos incremento-relacionados múltiples en células. El tercero es vitamina C (también conocida como ácido ascórbico). El más conocido como antioxidante potente, la vitamina fue descubierta recientemente para ayudar a la inducción del iPSC activando las enzimas que remodelan cromatina- que el andamio espiral para DNA-a regula la expresión génica.

Simon Vidal, estudiante de tercer ciclo en el laboratorio de Stadtfeld, y Bhishma Amlani, investigador postdoctoral, mirado primero los fibroblastos de la piel del ratón, el tipo más común de la célula usado para la investigación del iPSC. Agregando a los fibroblastos dirigidos para expresar vitamina C de OKSM, una composición para activar la transmisión de señales de Wnt, o una composición para inhibir la transmisión de señales de TGF-β aumentó eficiencia de la iPSC-inducción débil al cerca de 1% después de una semana del cultivo celular. Combinar cualesquiera dos trabajó una broca mejor. Pero combinar los tres trajo la eficiencia al cerca de 80 por ciento en el mismo periodo de tiempo.

En otra serie de experimentos las personas trabajaron con las células del progenitor de la sangre, que reemplazan generalmente a los glóbulos perdidos después de daño o de la infección. El método de OKSM en sus el propio puede convertir despacio estas células a las células madres con el hasta 30 por ciento de eficiencia. Usando OKSM así como las tres composiciones trajo la eficiencia al casi 100 por ciento en menos que una semana. Los investigadores también lograron el casi 100 por ciento de rendimiento en células del progenitor del hígado del ratón.

El Dr. Stadtfeld cuenta con que estos aumentos espectaculares en índices de conversión de células adultas en embrionario-como las células madres faciliten los estudios futuros del proceso de la inducción del iPSC, simple haciendo esa inducción una acción más fiable. “Es apenas mucho más fácil esta manera de estudiar los mecanismos que regulan la reprogramación, así como descubre cualquier característica indeseada que pudiera convertirse en iPSCs,” él dijo.

La vitamina C y las dos composiciones usadas para manipular los caminos de Wnt y de TGF-β se estudian extensamente y considerado para tener pocos efectos desconocidos o peligrosos, los investigadores dijeron. Por el contrario, el uso de OKSM ha causado en algunos casos características indeseadas en iPSCs, tales como defectos de desarrollo. Haciendo la inducción del iPSC más rápida y eficiente, aunque, la nueva técnica del Dr. Stadtfeld pudo también hacer a las células madres resultantes más seguras. “Concebible reduce el riesgo de anormalidades alisando fuera el proceso de reprogramación,” el Dr. Stadtfeld dice. “Que es una de las entregas estamos siguiendo.”