Generación confiable de células madre pluripotentes inducidas a partir de líneas celulares linfoblastoides humanas.
Año de publicación:
2014
Identificación de PubMed:
25298370
Subvenciones de financiación:
Resumen público:
En Barrett et al. Desarrollamos un método novedoso para recrear neuronas motoras espinales y células madre intestinales de pacientes que murieron hace décadas. El uso de muestras de sangre almacenadas crea células madre pluripotentes, denominadas células iPS; podemos estudiar más fácilmente las causas potenciales de enfermedades debilitantes como la atrofia muscular espinal (AME) y la enfermedad inflamatoria intestinal (EII). Esta investigación podría generar nuevas terapias para las personas que padecen afecciones agresivas relacionadas con las neuronas motoras y el intestino que resultaron fatales. a los pacientes fallecidos que hace mucho tiempo ofrecieron voluntariamente sus muestras de sangre. Al utilizar muestras de sangre almacenadas de un paciente fallecido, descubrimos que podemos desarrollar de manera eficiente células madre conocidas como iPSC en una placa de Petri, esencialmente reanimando células enfermas de pacientes mucho después de su fallecimiento. La técnica también permite a los médicos reemplazar los procedimientos de biopsia invasivos que normalmente se requieren en pacientes vivos para crear células iPSC. Estos desarrollos nos permiten crear nuevas líneas de células madre y sus tipos de células afectadas a partir de literalmente millones de muestras de pacientes almacenadas en grandes depósitos, incluida la AME, una enfermedad neurológica infantil devastadora y a menudo mortal. En este estudio también mostramos que estas células madre recreadas pueden producir eficazmente células enfermas a partir de pacientes, es decir, neuronas específicas de la columna (motoras) de un paciente con AME, así como células del intestino de sujetos sanos. Dado que es muy difícil obtener acceso ilimitado de los pacientes para estudiar las células y tejidos afectados, nuestros descubrimientos ahora nos permiten capacidades tan importantes. Por lo tanto, ahora no estamos limitados a modelos animales de enfermedades, sino que podemos utilizar estas células madre específicas de cada paciente para identificar mejor las causas potenciales de estas enfermedades devastadoras. Utilizando estas células iPS de pacientes desarrolladas a partir de sangre, recreamos millones de neuronas motoras afectadas en la AME. Esta tecnología ahora nos proporciona mejores sistemas para detectar miles de fármacos candidatos en múltiples pacientes con AME. Además, este enfoque nos permitirá en el futuro conectar los puntos entre los síntomas de un paciente fallecido, la información genética contenida en el ADN y el comportamiento de las células enfermas creadas en nuestros laboratorios. Al tener ahora la capacidad de crear grandes cantidades de tipos de células enfermas, ahora estamos correlacionando las pistas del comportamiento de estas células en un plato con la gran riqueza de conocimientos adquiridos anteriormente a partir de los estudios genéticos. En última instancia, esto nos ayudará a diseñar mejores medicamentos.
Resumen científico:
Las células madre pluripotentes inducidas (iPSC) específicas del paciente son muy prometedoras para muchas aplicaciones, incluido el modelado de enfermedades para dilucidar los mecanismos implicados en la patogénesis de la enfermedad, la detección de fármacos y, en última instancia, las terapias de medicina regenerativa. Una fuente de partida de células para la reprogramación frecuentemente utilizada han sido los fibroblastos dérmicos aislados de biopsias de piel. Sin embargo, también existen en abundancia numerosos depósitos que contienen líneas celulares linfoblastoides (LCL) generadas a partir de una amplia gama de pacientes. Hasta la fecha, este rico recurso biológico ha sido gravemente infrautilizado para la generación de iPSC. Primero intentamos crear iPSC a partir de LCL utilizando dos métodos existentes, pero no tuvimos éxito. Aquí presentamos un método nuevo y más confiable para la reprogramación de LCL utilizando plásmidos episomales que expresan factores de pluripotencia y shRNA p53 en combinación con moléculas pequeñas. Las iPSC derivadas de LCL (LCL-iPSC) exhibieron características idénticas a las iPSC derivadas de fibroblastos (fib-iPSC), en las que conservaron su genotipo, exhibieron un perfil de pluripotencia normal y se diferenciaron fácilmente en los tres tipos de células de la capa germinal. Como era de esperar, también mantuvieron la reordenación del locus de inmunoglobulina de cadena pesada. Es importante destacar que también mostramos una generación eficiente de iPSC a partir de LCL de pacientes con atrofia muscular espinal y enfermedad inflamatoria intestinal. Estas LCL-iPSC conservaron la mutación de la enfermedad y pudieron diferenciarse en neuronas, neuronas motoras espinales y organoides intestinales, todos los cuales eran prácticamente indistinguibles de las células diferenciadas derivadas de fib-iPSC. Este método para obtener iPSC de forma fiable a partir de LCL de pacientes allana el camino para utilizar valiosos repositorios de LCL en todo el mundo para generar nuevas líneas de iPSC humanas, proporcionando así un enorme recurso biológico para el modelado de enfermedades, el descubrimiento de fármacos y aplicaciones de medicina regenerativa.