Traducción: Google Translator, con revisión del Autor.
Palabras clave
El Blogger ofrece algunas estadísticas sobre los visitantes de este blog, como el país donde se originó la investigación, artículos leídos, que motores de búsqueda se utilizaron para encontrar el blog y los artículos y, por último, las palabras clave utilizadas en estas busquedas. Es fácil entender que acondroplasia, FGFR3, CNP, BMN -111, placa de crecimiento, " tratando" y un montón de combinaciones de estas expresiones son las más comunes entre ellas. Por supuesto, siempre están en la mente de las personas que piensan en el presente y futuro de los niños con acondroplasia.
Más recientemente, ha habido un aumento en la incidencia de palabras clave como "terapia genética" o "terapia de células madre" y "acondroplasia", que creo que está influenciada por la exposición constante a los periódicos o la televisión. Hemos hablado brevemente acerca de cómo todavía no hay terapia genética publicada para la acondroplasia en este artículo anterior del blog. Creo que este artículo es la razón para el blog aparezca en las búsquedas relacionadas.
Por el contrario, tengo curiosidad por entender por qué búsquedas con "células madre" como palabra clave llegan a este blog, ya que nunca he hablado de esto antes. Sin embargo, las células madre son, de hecho, el centro de atención como una técnica para la sustitución de tejido dañado, la reconstrucción de órganos y estructuras del cuerpo, rescatar un cerebro enfermo y así sucesivamente. Teniendo en cuenta el interés de estos últimos desarrollos, pensé que podría ser útil para hablar de ello. Sin embargo, como hemos visto en todas las estrategias posibles para la acondroplasia comentadas aquí, todo lo relacionado con células madre (SC) es complejo, también. Por lo tanto, es importante que el lector comprenda que este artículo es sólo una visión general del tema.
Es natural preguntarse
Cuando leemos en los medios de comunicación acerca de los increíbles avances científicos, como las terapias con SC, solemos preguntarnos si podrían ser aplicadas en situaciones que nos son familiares. Por lo tanto, es probable que una persona con paraplejia (parálisis de las piernas) buscará cualquier información sobre las nuevas terapias SC tratando de reconstruir los nervios dañados de la columna vertebral, o alguien con un corazón muy enfermo le gustaría saber que hay instituciones que trabajan con implantes de SC para hacer un nuevo músculo cardíaco para rescatar el corazón severamente infartado.
Antes de seguir leyendo esto, haga una simple busqueda en Google: paraplejia + terapia con células madre. Va a recuperar miles de fuentes sobre el tema, incluyendo artículos científicos, artículos de prensa, blogs, vídeos, etc. Lo mismo ocurre con la enfermedad de Parkinson o el infarto de miocardio o para muchas otras condiciones que se consideran tratables con el reemplazo de células. En este artículo (en Inglés) en la Wikipedia se describen muchos de ellos. Bueno, se puede asociar con rapidez: ¿con tantas aplicaciones posibles, podemos usar SC para rescatar a la alteración en el crecimiento óseo en la acondroplasia?
¿Qué es una célula madre? Y, podría ser utilizada en la acondroplasia ?
Para entender si las células madre podrían utilizarse en la acondroplasia es bueno revisar algunos conceptos, comenzando por la comprensión de lo que estas células son.
Las células madre son células no diferenciadas que tienen la propiedad de convertirse en células especializadas, dependiendo del tipo de estimulación que reciben. Para indiferenciado puede entender que no llevan uniforme, por lo que pueden llegar a ser en teoría la policía (leucocitos) , camioneros (eritrocitos), constructores (osteoblastos), electricistas (neuronas), protectores (células que cubren las superficies, tales como las células epiteliales de la piel y de la mucosa), motores (células musculares o miocitos) o cualquier "trabajador" en el cuerpo (Figura 1).
Figura 1. Las células madre.
El Blogger ofrece algunas estadísticas sobre los visitantes de este blog, como el país donde se originó la investigación, artículos leídos, que motores de búsqueda se utilizaron para encontrar el blog y los artículos y, por último, las palabras clave utilizadas en estas busquedas. Es fácil entender que acondroplasia, FGFR3, CNP, BMN -111, placa de crecimiento, " tratando" y un montón de combinaciones de estas expresiones son las más comunes entre ellas. Por supuesto, siempre están en la mente de las personas que piensan en el presente y futuro de los niños con acondroplasia.
Más recientemente, ha habido un aumento en la incidencia de palabras clave como "terapia genética" o "terapia de células madre" y "acondroplasia", que creo que está influenciada por la exposición constante a los periódicos o la televisión. Hemos hablado brevemente acerca de cómo todavía no hay terapia genética publicada para la acondroplasia en este artículo anterior del blog. Creo que este artículo es la razón para el blog aparezca en las búsquedas relacionadas.
Por el contrario, tengo curiosidad por entender por qué búsquedas con "células madre" como palabra clave llegan a este blog, ya que nunca he hablado de esto antes. Sin embargo, las células madre son, de hecho, el centro de atención como una técnica para la sustitución de tejido dañado, la reconstrucción de órganos y estructuras del cuerpo, rescatar un cerebro enfermo y así sucesivamente. Teniendo en cuenta el interés de estos últimos desarrollos, pensé que podría ser útil para hablar de ello. Sin embargo, como hemos visto en todas las estrategias posibles para la acondroplasia comentadas aquí, todo lo relacionado con células madre (SC) es complejo, también. Por lo tanto, es importante que el lector comprenda que este artículo es sólo una visión general del tema.
Es natural preguntarse
Cuando leemos en los medios de comunicación acerca de los increíbles avances científicos, como las terapias con SC, solemos preguntarnos si podrían ser aplicadas en situaciones que nos son familiares. Por lo tanto, es probable que una persona con paraplejia (parálisis de las piernas) buscará cualquier información sobre las nuevas terapias SC tratando de reconstruir los nervios dañados de la columna vertebral, o alguien con un corazón muy enfermo le gustaría saber que hay instituciones que trabajan con implantes de SC para hacer un nuevo músculo cardíaco para rescatar el corazón severamente infartado.
Antes de seguir leyendo esto, haga una simple busqueda en Google: paraplejia + terapia con células madre. Va a recuperar miles de fuentes sobre el tema, incluyendo artículos científicos, artículos de prensa, blogs, vídeos, etc. Lo mismo ocurre con la enfermedad de Parkinson o el infarto de miocardio o para muchas otras condiciones que se consideran tratables con el reemplazo de células. En este artículo (en Inglés) en la Wikipedia se describen muchos de ellos. Bueno, se puede asociar con rapidez: ¿con tantas aplicaciones posibles, podemos usar SC para rescatar a la alteración en el crecimiento óseo en la acondroplasia?
¿Qué es una célula madre? Y, podría ser utilizada en la acondroplasia ?
Para entender si las células madre podrían utilizarse en la acondroplasia es bueno revisar algunos conceptos, comenzando por la comprensión de lo que estas células son.
Las células madre son células no diferenciadas que tienen la propiedad de convertirse en células especializadas, dependiendo del tipo de estimulación que reciben. Para indiferenciado puede entender que no llevan uniforme, por lo que pueden llegar a ser en teoría la policía (leucocitos) , camioneros (eritrocitos), constructores (osteoblastos), electricistas (neuronas), protectores (células que cubren las superficies, tales como las células epiteliales de la piel y de la mucosa), motores (células musculares o miocitos) o cualquier "trabajador" en el cuerpo (Figura 1).
Figura 1. Las células madre.
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| From Mayo Clinic News Blog |
Pero, ¿cómo sucede esto? ¿Como una célula sin identidad puede convertirse en cualquier otra de las muchas células especializadas que trabajan en el cuerpo? Cada uno de los billones de células (1) en el cuerpo vivo tienen el mismo código genético (DNA). Sin embargo, cada célula está especializada precisamente porque sólo una pequeña parte de los miles de genes en su DNA está activa. Es la combinación de los genes activos en una célula que hace que sea el tipo de célula que es. Entonces, ¿cómo una célula sabe qué genes deben activarse en un contexto o ambiente particular? Los científicos han descubierto que la exposición a ciertas combinaciones de proteínas o factores en un dado intervalo de tiempo puede activar ciertos genes en las células madre, haciendo que ellas se conviertan en el tipo de células que desean. Lo aprendieron esto mediante el estudio del crecimiento de un organismo a partir de su primera división celular embriónica (Figura 2).
Figura 2. Ejemplo de desarrollo embrionario.
La investigación
ha avanzado mucho. El
conocimiento actual clasifica las SC en al menos tres categorías, aunque se
puede encontrar más clasificaciones, dependiendo de la fuente. Este
artículo de la Wikipedia (en Inglés) tiene una lista con más sub-tipos de
células madre, en función de su flexibilidad en la generación de células
especializadas, pero los principales tipos son los siguientes:
- Células madre totipotentes (TSC);
- Células madre pluripotentes (PSC);
- Células madre multipotentes (MSC).
Aunque
las raíces de estos nombres indican básicamente una capacidad similar (toti, pluri,
multi), cada una de ellas tiene diferentes propiedades. Por
ejemplo, TSC incluyen sólo las primeras 16 celulas de
un nuevo embrión. Estas
son las únicas células capaces de generar organismos enteros, incluyendo
algunos tejidos embrionarios adicionales, tales como la placenta. (2)
Las PSC también se obtienen a partir del embrión temprano, y pueden generar
todos los tipos de células, pero no son capaces de crear la placenta. (2) Hoy en día, también es posible crear las PSC partir de células adultas,
utilizando una técnica compleja de activación de genes. (3)
Las células resultantes se denominan PSC inducidas (iPSC). Las
MSC son generalmente las células madre recogidas de tejidos adultos que
mantienen la capacidad de convertirse en células especializadas del tejido
donde vienen. Estas
son las células que permiten que el tejido o órgano reemplazar las células
muertas o curar una herida.
Desafíos para terapias con células madre
Parece que se puede recoger algunas células, ponerlas en una placa de cultivo, añadir algunos productos como en una receta de galletas y ¡wow!, Ahí está el nuevo tejido, ¿no es así? Sería bueno si fuera tan simple. Los científicos se esfuerzan mucho para encontrar la fórmula adecuada para inducir las MSC para convertirse en osteoblastos, miocitos, neuronas, células epiteliales o condrocitos. Muchos experimentos muestran que es posible generar estas células, pero hay retos que superar antes de que puedan ser utilizados en las terapias, entre ellas: que se mantengan en la nueva forma, logren a encontrar su camino hacia el tejido diana (delivery), hacerlas encontrar el lugar adecuado en el tejido diana o un lugar para asentarse, asegurarse de que hagan lo que se planeó para ellas después de establecerse, mantenerlas en la actividad prevista por los investigadores después de todo.
¿Placas de crecimiento derivadas de las células madre?
Ahora, imagina las dificultades para llevar a cabo todas estas tareas en el contexto de la placa de crecimiento. En primer lugar, hay más de un tipo de condrocito. Los condrocitos del cartílago de crecimiento y del cartílago articular son parientes cercanos, pero no se comportan exactamente de la misma manera. ¿Cuál sería la correcta combinación de factores para inducir las SCs para convertirse en condrocitos del cartílago de crecimiento?
Esta es una buena pregunta, porque la mayoría de la investigación en esta área está dirigida al cartílago articular, un hecho que también tiene una buena explicación.
Desafíos para terapias con células madre
Parece que se puede recoger algunas células, ponerlas en una placa de cultivo, añadir algunos productos como en una receta de galletas y ¡wow!, Ahí está el nuevo tejido, ¿no es así? Sería bueno si fuera tan simple. Los científicos se esfuerzan mucho para encontrar la fórmula adecuada para inducir las MSC para convertirse en osteoblastos, miocitos, neuronas, células epiteliales o condrocitos. Muchos experimentos muestran que es posible generar estas células, pero hay retos que superar antes de que puedan ser utilizados en las terapias, entre ellas: que se mantengan en la nueva forma, logren a encontrar su camino hacia el tejido diana (delivery), hacerlas encontrar el lugar adecuado en el tejido diana o un lugar para asentarse, asegurarse de que hagan lo que se planeó para ellas después de establecerse, mantenerlas en la actividad prevista por los investigadores después de todo.
¿Placas de crecimiento derivadas de las células madre?
Ahora, imagina las dificultades para llevar a cabo todas estas tareas en el contexto de la placa de crecimiento. En primer lugar, hay más de un tipo de condrocito. Los condrocitos del cartílago de crecimiento y del cartílago articular son parientes cercanos, pero no se comportan exactamente de la misma manera. ¿Cuál sería la correcta combinación de factores para inducir las SCs para convertirse en condrocitos del cartílago de crecimiento?
Esta es una buena pregunta, porque la mayoría de la investigación en esta área está dirigida al cartílago articular, un hecho que también tiene una buena explicación.
La osteoartritis es cada vez más común con
el envejecimiento de la población y, en consecuencia, una creciente
preocupación de salud pública. Por
lo tanto, ha habido un montón de investigación en técnicas
para reparar una articulación enferma
con tejido nuevo o
para crear una nueva articulación orgánica para sustituir a la antigua con SCs.
Imaginemos un
escenario plausible. Tiene 55 años
y solía ser una persona muy activa. Sigues
trabajando como CEO de su compañía, pero hay algo mal, usted sufre de dolor
continuo en la rodilla, lo que le impide salir a caminar o hacer
ejercicio. Su
médico le ofrecerá el reemplazo de su menisco, utilizando sus propias SCs. El
laboratorio desarrollará un nuevo menisco y en unas pocas semanas, el médico
reemplazará el menisco dañado por un nuevo. Hoy
en día, sigue siendo la futurología, pero es un ejemplo probable de lo que
podría suceder en un futuro no muy lejano. Sólo
tienes que buscar en la literatura para encontrar una serie de iniciativas en
la reconstrucción del cartílago articular con SC.
Echemos un vistazo a este otro ejemplo. Claro, alguien podría desarrollar condrocitos del cartílago de crecimiento de un individuo con acondroplasia, con el gen del receptor de factor de crecimiento de fibroblastos tipo 3 ( FGFR3) normal (recuerde, usted tendrá que eliminar el gen mutante). Piensa en cómo estas nuevas células hacen para "expulsar" las viejas y tomar sus lugares. Usted puede haber leído este artículo en el blog antes o aprendido de otra fuente que la placa de crecimiento no es exactamente una carretera. En contraste, la placa de crecimiento se construye como una estructura muy bien protegida y generalmente estructuras grandes, y las células son grandes, muy probablemente no serían capaces de entrar allí.
Además, no sólo hay una placa de crecimiento en el cuerpo. Cada uno de los huesos largos tiene dos frentes de crecimiento en los sus extremos y los otros huesos de un niño en crecimiento también tienen sus propias placas de crecimiento. Por lo tanto, la simple inyección de condrocitos procedentes del SCs en el cuerpo no es una certeza de éxito. Ellos tienen muchos objetivos que deben alcanzar, una tarea muy compleja de lograr. Podrían perderse y asentarse en algún lugar equivocado.
Bien, entonces, inyecciones de SCs, inducidas o no, no son la solución. ¿Cómo podemos aplicar condrocitos cultivados adecuadamente para lograr el objetivo de restaurar el crecimiento óseo en la acondroplasia? Se puede reproducir el andamio representado por la matriz del cartílago, y hacer crecer condrocitos en su interior. (4) Esto podría replicar la placa de crecimiento natural.
Echemos un vistazo a este otro ejemplo. Claro, alguien podría desarrollar condrocitos del cartílago de crecimiento de un individuo con acondroplasia, con el gen del receptor de factor de crecimiento de fibroblastos tipo 3 ( FGFR3) normal (recuerde, usted tendrá que eliminar el gen mutante). Piensa en cómo estas nuevas células hacen para "expulsar" las viejas y tomar sus lugares. Usted puede haber leído este artículo en el blog antes o aprendido de otra fuente que la placa de crecimiento no es exactamente una carretera. En contraste, la placa de crecimiento se construye como una estructura muy bien protegida y generalmente estructuras grandes, y las células son grandes, muy probablemente no serían capaces de entrar allí.
Además, no sólo hay una placa de crecimiento en el cuerpo. Cada uno de los huesos largos tiene dos frentes de crecimiento en los sus extremos y los otros huesos de un niño en crecimiento también tienen sus propias placas de crecimiento. Por lo tanto, la simple inyección de condrocitos procedentes del SCs en el cuerpo no es una certeza de éxito. Ellos tienen muchos objetivos que deben alcanzar, una tarea muy compleja de lograr. Podrían perderse y asentarse en algún lugar equivocado.
Bien, entonces, inyecciones de SCs, inducidas o no, no son la solución. ¿Cómo podemos aplicar condrocitos cultivados adecuadamente para lograr el objetivo de restaurar el crecimiento óseo en la acondroplasia? Se puede reproducir el andamio representado por la matriz del cartílago, y hacer crecer condrocitos en su interior. (4) Esto podría replicar la placa de crecimiento natural.
Pero, entonces, ¿cómo hacer esta
estructura llegar a los huesos? Si se crean las placas de crecimiento en el
laboratorio, alguien tendrá que pensar en una forma de sustituir las placas de
crecimiento enteras dentro del cuerpo, o por lo menos, de las de los huesos de
interés. Habría que realizar cirugías en todos los huesos de destino, algo que
suena un poco difícil después de toda la tecnología aplicada.
Sin embargo, esto es
sólo un desafío. Los condrocitos
en la placa de crecimiento siguen un concierto muy complejo de instrucciones químicas, que
se dan a través de moléculas procedentes
de los alrededores (por
ejemplo: CNP) o de
lejos (por ejemplo: GH, PTH). ¿Cómo
sería la interacción entre la placa de crecimiento recién implantado
con este programa orquestada? Y, para que sea aún un
poco más complicado, los condrocitos de la placa de crecimiento crecen en una sola
dirección. ¿Cómo podemos estar
seguros de que el implante se
inserta en la posición correcta?
Un
interesante estudio reciente ha demostrado las consecuencias de una placa de crecimiento mal re posicionada. (5) ¿Cómo podemos
estar seguros de que el implante se insertó en la posición correcta?
Muchas estrategias a la mano
Dado el conocimiento actual en este campo, hoy me parece que es demasiado riesgo para un solo error en un solo gen. Dado el conocimiento actual en este campo, Con la tecnología disponible parece más fácil de trabajar en otros frentes. Existen varios enfoques posibles, pero factibles para rescatar el crecimiento de los huesos en la acondroplasia, y la mayoría de ellos ya se han revisado en este blog.
Muchas estrategias a la mano
Dado el conocimiento actual en este campo, hoy me parece que es demasiado riesgo para un solo error en un solo gen. Dado el conocimiento actual en este campo, Con la tecnología disponible parece más fácil de trabajar en otros frentes. Existen varios enfoques posibles, pero factibles para rescatar el crecimiento de los huesos en la acondroplasia, y la mayoría de ellos ya se han revisado en este blog.
Es decir, una o
más terapias potenciales para la acondroplasia ya podrían estar disponibles
ahora. Desde
detener un FGF de activar el señal del receptor, incluso con el bloqueo de
anticuerpos, aptámeros, o pequeñas moléculas, o con el "silenciamiento"
del gen FGFR3 mutado con RNAs de interferencia
o morfolinos, o compensar los efectos del receptor workaholic con otros compuestos, como el CNP (BMN -111 es un
ejemplo), hay varias estrategias a la espera de ser exploradas. Sin
embargo, todavía se encuentran en los laboratorios porque no hay suficiente
inversión para desarrollarlas.
Pudes revisar algunas de las estrategias mencionadas anteriormente haciendo clic en el botón Español en la parte superior de la página del blog.
Referencias
Pudes revisar algunas de las estrategias mencionadas anteriormente haciendo clic en el botón Español en la parte superior de la página del blog.
Referencias
1. Bianconi
E et al. An estimation of
the number of cells in the human body. Ann Hum Biol 2013 Jul 5.
[Epub ahead of print]. (doi:10.3109/03014460.2013.807878).
2. Laboratório Nacional
de Células-tronco Embrionárias - Rio de Janeiro. Células-tronco, o que são?
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Visited in 25 August 2013. (Portuguese)
(What are stem cells? Federal
University of Rio de Janeiro; free translation).
3.
Takahashi K et al. Induction of pluripotent stem cells from adult human
fibroblasts by defined factors. Cell 2007;131(5):861-72. (Free access).
4. Elder S et al. Attachment, proliferation, and chondroinduction of mesenchymal stem cells on porous chitosan-calcium phosphate scaffolds. Open Orthop J 2013;7:275-81. (doi: 10.2174/1874325001307010275). (Free access).5. Hadju et al. Growth potential of different zones of the growth plate — an experimental study in rabbits. J Orthop Res 2012; 30:162-8.
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