Científicos usan el entorno 3-D para acelerar el crecimiento de las células madre
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Durante aproximadamente una década, los científicos han podido transformar las células maduras en células madre.
El proceso implica REPLACEar un puñado de genes en el núcleo de una célula ya diferenciada, como una célula de la piel. Estos genes le dicen a la célula que vuelva a un estado primordial e indiferenciado como los que se encuentran en los embriones tempranos.
AdvertisementAdvertisementEstas células se denominan "células madre pluripotentes inducidas" o células iPS, y su capacidad para convertirse en cualquier célula del cuerpo humano significa que tienen un enorme potencial científico y terapéutico.
Pero la técnica de laboratorio que los científicos utilizan actualmente para fabricar células iPS lleva mucho tiempo y no produce muchas células. Ese es un gran obstáculo para la investigación.
Este mes, un grupo de investigadores suizos anunciaron que pudieron haber encontrado una manera de acelerar las cosas y permitirles deshacerse de la placa de Petri.
"Lo que tenemos actualmente disponible es esta superficie plástica bidimensional que a muchas, muchas células madre realmente no les gusta en absoluto", dijo Matthias Lutolf, Ph. D., profesor de Ecole Polytechnique Federale de Lausanne en Suiza y autor principal del estudio, que se publicó en la revista Nature Materials.
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Going 3-D para un mejor crecimiento
Lutolf dijo a Healthline que él y su equipo tenían la hipótesis de que las células pluripotentes se comportarían de manera diferente si estuvieran en un entorno que imitara mejor las condiciones tridimensionales. del cuerpo humano.
En el cuerpo, las células se suspenden en una red de colágeno y otras moléculas conocidas como matriz extracelular. El equipo podría aproximarse más o menos a este entorno con un polímero fabricado por el hombre conocido como gel PEG (polietilenglicol).
Lo que encontraron fue que tanto las células de ratón como las células humanas cultivadas en el gel se transformaron en células iPS de manera más eficiente y más rápida que las células cultivadas en una placa de Petri. De hecho, las células de gel se transformaron en la mitad del tiempo que tomaron las células cultivadas en un plato.
Su innovación podría ser una gran ayuda para los científicos de células madre, dijo Kevin Whittlesey, un oficial científico del Instituto de Medicina Regenerativa de California.
Estamos hablando de curas, no de tratamientos. Kevin Whittlesey, Instituto de Medicina Regenerativa de California Actualmente, lleva meses cultivar células iPS en el laboratorio y meses después para producir las células específicas que un científico podría desear en la cantidad necesaria para la investigación, dijo. Y eso significa pagar muchos equipos de laboratorio costosos.
AdvertisementAdvertisement"En cualquiera de estos procesos de fabricación, el tiempo es dinero", dijo Whittlesey a Healthline.
Si el proceso se puede ampliar, la recompensa es potencialmente enorme, y no solo financieramente.
Teóricamente, los científicos del futuro podrían tomar células de la piel de un paciente, convertirlas en células madre y luego cultivar cualquier tejido que el paciente necesite. Esto daría lugar a trasplantes de órganos que son una combinación perfecta entre el donante y el receptor, porque son la misma persona.
Anuncio"Estamos hablando de curas, no de tratamientos", dijo Whittlesey.
Hasta ahora, las terapias con células madre han mostrado cierto éxito en el tratamiento de pacientes con esclerosis múltiple y en el crecimiento de cartílago, hueso y riñones en modelos animales.
AdvertisementAdvertisementTanto las células embrionarias como las iPS también se podrían usar para estudiar enfermedades a nivel celular y detectar medicamentos para detectar efectos secundarios en el laboratorio antes de administrarlos a los pacientes.
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Problemas que necesitan soluciones
Pero todavía hay muchas barreras que separan a los pacientes de las curas de células madre.
AnuncioPor definición, las células madre se dividen sin control, al igual que las células cancerosas. La introducción de células madre indiferenciadas en un paciente pondría al paciente en riesgo de cáncer.
Además, tanto las células madre embrionarias como las iPS son notoriamente difíciles de controlar. Incluso las líneas celulares derivadas de la misma célula parental, que deberían ser genéticamente idénticas, pueden comportarse de forma diferente entre sí. Algunos linajes celulares son mucho mejores que otros para convertirse en ciertos tejidos. Nadie realmente entiende por qué.
AdvertisementAdvertisementEl experimento de gel no aborda ninguno de estos problemas. Lutolf explica que su equipo simplemente mostró "prueba de principio" de que el gel puede usarse con éxito para fabricar células madre, aunque no están del todo seguros de por qué funciona tan bien.
Sospecha que tiene que ver con la forma en que se forman las células a medida que crecen.
"Al utilizar un entorno tridimensional, hacemos que las células se formen mecánicamente para crecer como células madre", dijo Lutolf.
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Redondeo es mejor que plano
Las células epiteliales de las que se derivan las células iPS son mucho más planas que las células madre. El plano ancho de una placa de Petri alienta a las células a extenderse como las células de la piel de sus padres.
Pero en la matriz del gel, las células jóvenes impresionables están confinadas por todos lados, creando un ambiente mucho más adecuado para las células madre redondas que las células de piel plana.
Creemos que esto realmente va a cambiar la forma en que las personas descubren drogas y prueban drogas. Matthias Lutolf, Ecole Polytechnique Federale de LausanneEsta no es la primera vez que las células se han cultivado en entornos tridimensionales. De hecho, los científicos han cultivado órganos en miniatura al permitir que las células madre se autoorganicen en matrices de gel. Un laboratorio holandés hizo crecer un intestino en miniatura para el ratón de esta manera en 2009.
Ese descubrimiento ha inspirado a Lutolf a volverse al lado de la investigación de tales órganos en miniatura, también conocidos como "organoides"."
" Creemos que esto va a cambiar la forma en que las personas descubren drogas y prueban drogas ", dijo.
Y tal vez, algún día, trate a los pacientes.
