PARCHES DE CÉLULAS MADRE PARA REPARAR INFARTOS

Investigadores del hospital Gregorio Marañón de Madrid llevan años trabajando en una nueva fuente de corazones para trasplante. El proyecto consiste en vaciar de células cardiacas corazones de donantes fallecidos y dejarlos en la estructura interna (el esqueleto, hecho de colágeno). Una vez conseguido, se coloniza esta matriz con células madre del paciente, capaces de replicarse y de recubrir el esqueleto cardiaco con tejido nuevo, hasta dar forma a nuevo corazón sano y compatible, listo para ser injertado en lugar del órgano enfermo.

Antes de alcanzar este horizonte final se deben quemar etapas intermedias, y este jueves los responsables del proyecto anunciaron que habían alcanzado un importante logro: replicar a pequeña escala su objetivo y crear pequeños parches de tejido cardiaco totalmente funcionales para reparar corazones dañados en el futuro.

Han logrado sembrar pequeños fragmentos de matriz con células madre y desarrollar en el laboratorio muestras de tejido cardiaco del tamaño de una moneda de dos euros con propiedades similares a las del propio corazón, capaces de latir de forma sincrónica. “Tienen actividad eléctrica ordenada y contracción adecuada”, apunta Francisco Fernández-Avilés, responsable del servicio de cardiología del hospital madrileño y coordinador del proyecto.

Los investigadores trabajaron con distintos tipos de células madre (mesenquimales, precursoras de cardiomiocitos e iPS, células de pluripotencia inducida, tan versátiles como las embrionarias). Y observaron que todas las células cultivadas sobre la matriz no solo sobrevivieron, sino que colonizaban el molde biológico. El resultado más satisfactorio se consiguió al mezclar los tres distintos linajes celulares.

La intención de los investigadores es poder emplear estos pequeños parches para tratar a pacientes con lesiones cardiacas. Por ejemplo, zonas infartadas, sobre las que se implantaría el tejido desarrollado en el laboratorio para devolver la funcionalidad perdida. El paso siguiente consiste en evaluar la eficacia de esta técnica en animales de experimentación. El equipo del Gregorio Marañón ya ha anunciado que tratarán de ensayar la eficacia de los parches en cerdos, cuyo corazón es muy similar al humano.

Las conclusiones de este trabajo, en el que además del Gregorio Marañón participa la Organización Nacional de Trasplantes, el Instituto de Salud Carlos III o la Universidad de Minnesota y el Instituto del Corazón de Tejas, se han publicado en la revista Biomaterials junto a una evaluación de todo el proyecto desde su inicio en 2010. En este tiempo, se han descelularizado 39 corazones, lo que sitúa al Gregorio Marañón como el centro con mayor experiencia en esta técnica. 

Parche de células madre

Fuente. El País

BACTERIAS SINTÉTICAS QUE DETECTAN DIABETES Y CÁNCER

La biología sintética ha avanzado en el desarrollo de células capaces de realizar funciones específicas, desde la producción y reparto de fármacos, hasta la detección de enfermedades en el cuerpo y toxinas en el medio ambiente.

 Dichas células, generalmente bacterias, pueden adaptarse a su entorno de una manera en la que los dispositivos de diagnóstico actuales no pueden. Pero debido a su comportamiento poco fiable y detección bastante pobre en las muestras de pacientes, los biosensores bacterianos aún no están disponibles para su uso en humanos.

 Ahora, expertos del Centro Nacional de Investigaciones Científicas (CNRS) de Francia han liderado un trabajo de diseño de bacterias sintéticas que consiguen detectar de forma no invasiva enfermedades como la diabetes y el cáncer en la orina.

 El equipo de Alexis Courbet, científico del CNRS, desarrolló una plataforma tecnológica que reconecta los circuitos genéticos de las bacterias, transformándolas en dispositivos vivos de diagnóstico.

 “Básicamente hemos diseñado bacterias para detectar señales moleculares clínicamente relevantes (biomarcadores de la enfermedad) en muestras clínicas. Utilizamos dispositivos genéticos análogos a los transistores para amplificar las señales débiles en muestras de orina humana o suero”, explica a Sinc Courbet.

 “Con el uso de dichos amplificadores genéticos, se pueden crear estos prototipos de biosensores para detectar biomarcadores de diagnóstico en muestras clínicas complejas humanas”, añade.

Así, los investigadores diseñaron bacterias Escherichia coli para localizar señales biológicas en la orina y, si se alcanza un umbral específico, generar un cambio de color visible. Estas células de E. coli detectan los niveles anormales de glucosa en la orina de pacientes diabéticos casi tan bien como las tiras reactivas de orina estándar que existen en la actualidad.

 En un estudio separado, el grupo de Tal Danino, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (EE UU), programó bacterias capaces de indicar la presencia de metástasis de hígado en la orina. En la metástasis de hígado, el cáncer se disemina a este desde otro órgano en el cuerpo. Es tratable, pero se detecta a menudo demasiado tarde. De hecho, con las técnicas de imagen actuales pueden perderse los tumores muy pequeños.

 El equipo de Danino explotó la afinidad natural de las bacterias por los tumores, los cuales pueden evadir la detección inmunológica. De esta forma, los investigadores diseñaron bacterias E. coli para producir una enzima cuando se encuentran con un tumor.

 Los científicos probaron sus bacterias en varios modelos de ratón con metástasis hepáticas, incluyendo cánceres que se originaron en el colon, pulmón, ovarios y páncreas. Las bacterias detectaron de forma segura y precisa la presencia de tumores en el hígado en la orina en 24 horas.

 Los ratones no mostraron efectos secundarios graves durante un periodo de un año. Además, las bacterias productoras de enzimas pueden ser reutilizadas para la detección de otros cánceres del tracto gastrointestinal, como el colorrectal.

 Aunque se requieren aún más pruebas de seguridad antes de que las tecnologías pueden avanzar en humanos, ambos estudios ofrecen biosensores bacterianos que, con su detección no invasiva y simple en la orina, pueden ser adaptados para su uso en casa o en clínicas más aisladas.

 

Bacteria sintética

MÉTODO CONTRA ENFERMEDADES MITOCONDRIALES

La tecnología ha puesto al alcance por primera vez la posibilidad de corregir el genoma humano en la línea germinal, es decir, en el ADN que se transmite a las siguientes generaciones. La posible aplicación a la medicina de estas técnicas da ahora un paso clave para un tipo importante de enfermedades hereditarias, las mitocondriales, que solo transmite la madre. Los investigadores han probado en ratones que es posible destruir selectivamente las mitocondrias enfermas en óvulos o embriones tempranos, y ya colaboran con clínicas de fertilidad para probar la seguridad del método en humanos.

La inmensa mayoría de los 20.000 genes humanos se encuentran en el núcleo de cada célula, pero hay unos 50 que no están en el núcleo, sino en las mitocondrias, las factorías energéticas de la célula. En la fecundación, el óvulo y el espermatozoide aportan sus genes nucleares a partes iguales, pero las mitocondrias las pone solo el óvulo: de ahí que los genes mitocondriales se transmitan solo por línea materna. Cuando alguno de esos genes es erróneo, resultan enfermedades genéticas, también transmitidas solo por la madre.

Aunque estas enfermedades mitocondriales son una minoría de las dolencias hereditarias, resultan en condiciones muy graves, con fallos catastróficos en los órganos y tejidos que más energía necesitan, como el cerebro, el corazón y el hígado. Incluyen varios tipos de demencia y neurodegeneración, diabetes, infarto, disfunción hepática, pérdida de visión y sordera, todas ellas sin cura. Poder corregirlas en el óvulo o poco después de la fecundación libraría a los hijos (no solo a las hijas) de esas taras, y también a toda su descendencia futura.

Las enfermedades mitocondriales son una minoría de las dolencias hereditarias, pero generan fallos catastróficos

El equipo de Juan Carlos Izpisúa en el Instituto Salk de California, junto a científicos de Miami, Kobe, Urbana, Barcelona y Pekín, y en colaboración con varios hospitales españoles, han logrado aplicar las modernas técnicas de edición genómica para impedir el paso de mutaciones mitocondriales a la descendencia. Lo han hecho en ratones modelo, pero usando varias de las mutaciones mitocondriales humanas más relevantes. Publican los resultados en la revista Cell.

“La técnica”, explica Izpisúa, “se basa en una única inyección de material genético (ARN) en el óvulo o en el embrión temprano, y por tanto podría realizarse fácilmente en las clínicas de fertilidad de todo el mundo”. Por supuesto, faltan varios cambios legales y comprobaciones de la seguridad del método para llegar a ese punto. Pero la técnica se puede considerar ya a punto para dar ese salto.

La edición genómica también es prometedora para la mayoría de las enfermedades hereditarias –las del genoma nuclear—, pero Izpisúa cree que las taras mitocondriales pueden erigirse en la avanzadilla. La principal razón, explica, es que no hay buenas alternativas para ello. El Reino Unido ha aprobado hace solo unos meses una estrategia alternativa –los llamados “hijos de tres padres”—, pero en ese caso hay que combinar genes de tres individuos, lo que puede generar problemas de compatibilidad, tal como indican algunas evidencias en ratonas.

Los científicos han comprobado la eficacia de la técnica en óvulos de ratón que contenían mutaciones humanas

La técnica del Salk no requiere donaciones de óvulos. Simplemente, dirige un sistema de enzimas que cortan el ADN (endonucleasas) específicamente contra los genes mitocondriales mutantes.

Las enfermedades mitocondriales tienen una peculiaridad importante. Una célula tiene solo un genoma nuclear, pero muchos genomas mitocondriales (de 100 a 100.000), y lo más común es que algunos sean normales y otros mutantes. Que la enfermedad se manifieste depende de que el porcentaje de mitocondrias mutantes alcance un valor crítico. Las endonucleasas atacan solo a las mitocondrias mutantes, y ello permite a las sanas imponerse al peso, aunque algunas mitocondrias mutantes persistan por allí.

Los científicos han comprobado la eficacia de la técnica en óvulos de ratón que contenían las mutaciones mitocondriales humanas responsables de la neuropatía hereditaria de Leber, distonía (LHOND), debilidad muscular neurogénica, ataxia y retinitis pigmentosa. Todas son enfermedades raras sin cura actual.

Antes de que empiecen los ensayos clínicos es preciso evaluar la seguridad del método en óvulos de pacientes con enfermedades mitocondriales. Izpisúa está en contacto con clínicas de fertilidad para conseguir ese material.

ANTICUERPOS MONOCLONALES CONTRA EL MELANOMA

El melanoma avanzado es un tipo de cáncer con mal pronóstico y una incidencia creciente en el mundo. Su tratamiento mediante nuevas técnicas de inmunoterapia –células diana que bloquean vías de señalización celular e inhiben el crecimiento del tumor– aumenta de forma significativa la supervivencia de los pacientes.
En este estudio, que publica la revista New England Journal of Medicine (NEJM), se ha comparado el uso de un novedoso anticuerpo que se dirige contra el receptor de linfocitos PD1 (Pembrolizumab) y activa a estas células del sistema inmune en el lecho tumoral, con el anticuerpo usado como tratamiento de primera línea en melanoma avanzado (Ipilimumab).
Los resultados de la investigación multicéntrica, en la que ha participado el hospital Clinic de Barcelona (España), demuestran la eficacia del tratamiento con el nuevo anticuerpo monoclonal que provoca un descenso del 42% en el riesgo de progresión de la enfermedad.
En la investigación, más de 800 pacientes recibieron de forma aleatoria uno de los dos fármacos y los resultados han probado que Pembrolizumab tiene una mejor respuesta al tratamiento –un 30% frente a  un 10% con Ipilimumab- con una mayor supervivencia y menos efectos secundarios graves.
La doctora Ana Arance, especialista sénior del Servicio de Oncología Médica del Clínic que ha participado en el estudio, explica que con estos datos favorables de respuesta y supervivencia al melanoma “se ha demostrado el beneficio de poder utilizar este tipo de inmunoterapia para el tratamiento de primera línea del melanoma avanzado, añadiendo así, un nuevo fármaco al arsenal terapéutico de esta enfermedad”.
Además, Arance indica que ya se han iniciado estudios en el Clínic “para probar su eficacia en el tratamiento del cáncer de pulmón que, con cerca de 1.400.000 nuevos casos al año, es el más frecuente a nivel mundial”, concluye la investigadora.