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Cultivo de Células Madre permite la reparación ósea

ANN ARBOR, Mich.—Investigadores de la Universidad de Michigan han demostrado que en una superficie especial, libre de contaminantes biológicos, permite el desarrollo de células madre derivadas de adultos y su transformación en multiples tipos de células. El éxito acerca a las terapias con células madres aún más.

Para probar los poderes regenerativos de las células, las células oseas cultivadas en esa superficie fueron transplantadas en agujeros en los cráneos de ratones , produciendo cuatro veces más crecimiento de huesos que en los ratones sin las células óseas adicionales.

Las células de un embrión pueden ser realmente lo que quieran cuando son adultas: órganos, nervios, piel, hueso, cualquier tipo de célula humana. Células madre “inducidas” derivadas de adultos “ pueden hacer esto y mejor. Porque las células de origen que provienen del paciente, son perfectamente compatibles para tratamientos médicos.

Pablo Krebsbach, Profesor de Ciencias Biológicas y Materiales en la Escuela de Odontología de la Universidad de Michigan, UM, explica el proceso: “De algún modo, hemos retrocedido el reloj. Estamos tomando una célula especializada adulta y la reprogramamos genéticamente, para que se comporte como una célula más primitiva”.

En concreto, transforman células humanas de piel en células madre. A menos de cinco años del descubrimniento de este método, los investigadores aún no saben exactamente cómo funciona, pero el proceso implica la adición de proteínas que pueden activar y desactivar genes en las células adultas.

Antes de que las células madre puedan ser utilizadas para realizar reparaciones en el cuerpo, deben ser cultivadas y dirigidas a convertirse en el tipo de célula deseada. Los investigadores generalmente utilizan superficies de células y proteínas animales para los hábitat de células madre, pero estos genes son caros de producir y los lotes varían dependiendo del animal individual.

“No se sabe muy bien lo que hay allí,” dijo Joerg Lahann Profesor asociado de Ingeniería Química y de Ingeniería Biomédica.

Por ejemplo, dijo, que las células humanas se cultivan a menudo sobre células de ratón, pero pueden hacerse un poco nativas, comenzando a producir algunas proteínas de ratón que puede invitar a un ataque por el sistema inmunológico del paciente.

El gel polímero creado por Lahann y sus colegas en el año 2010 evita estos problemas porque los investigadores son capaces de controlar todos los ingredientes del gel y cómo se combinan.

“Básicamente es la facilidad de un plato de plástico” dijo Lahann. “No hay contaminación biológica que pueda influir en sus células madre humanas”.

Lahann y sus colegas han demostrado que estas superficies podrían cultivar células madres embrionarias. Ahora, Lahann se ha asociado con el equipo de Krebsbach para demostrar que la superficie polímera también puede apoyar el crecimientop de células madres inducidas que son médicamente más prometedoras, manteniéndolas en su estado de mayor potencial. Para demostrar que las células se pueden transformar en distintos tipos, el equipo las transformó en células de grasa, cartílago y óseas.

Luego, probaron si estas células podrían ayudar al cuerpo a hacer reparaciones. Específicamente, intentaron reparar agujeros de cinco milímetros en los cráneos de los ratones. Los sistemas inmunológicos débiles de los ratones no atacaron las células óseas humanas, permitiendo a las células ayudar a llenar el agujero.

Después de ocho semanas, los ratones que habían recibido las células óseas tenían 4,2 veces más la cantidad de hueso nuevo, somo así también los inicios de cavidades de la médula. El equipo pudo demostrar que el crecimiento adicional de hueso provenía de las células añadidas, ya que era hueso humano.

“El concepto no es específico del hueso,” dijo Krebsbach. “Si realmente desarrollamos maneras de cultivar estas células sin productos de ratones o animales, eventualmente, otros científicos alrededor del mundo pueden generar su tejido de interés”

En el futuro, el equipo de Lahann quiere explorar usar el gel para hacer crecer células madre y células especializadas en distintas formas físicas, como una estructura similar al hueso o una microfibra similar a los nervios.

El artículo “Derivation of Mesenchymal Stem Cells from Human Induced Pluripotent Stem Cells Cultured on Synthetic Substrates” aparece en la edición de Junio de la publicación Stem Cells.

Krebsbach es Profesor de Odontología H. Roberts y profesor de Ingenería Biomédica . Lahann es también profesor asociado de Ciencias de Materiales e Ingeniería, profesor asociado de Ciencias Macromoleculares e Ingeniería y Director del Instituto Biointerfaces.

Paul Krebsbach

Joerg Lahann

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