Diferenciación de células madre embrionarias humanas en destinos intestinales

Los aproximadamente 25 pies de intestino del ser humano adulto desempeñan numerosas funciones esenciales en la vida diaria, como la absorción de nutrientes, la secreción de hormonas y sirven como barrera contra las infecciones. En proporción con estas diversas funciones, las enfermedades del intestino son una fuente considerable de morbilidad y mortalidad humana. De hecho, numerosas afecciones patológicas, incluidas enfermedades inflamatorias intestinales, isquemia mesentérica, síndromes congénitos y traumatismos, con o sin resección intestinal concomitante, afectan la función intestinal hasta el punto de que se desarrollan síndromes de "intestino corto", lo que resulta en insuficiencia intestinal efectiva. Las terapias actuales se basan en medidas de apoyo como la nutrición parenteral total, en la que los pacientes reciben toda su nutrición por vía intravenosa, o incluso el trasplante intestinal.

El intestino adulto está poblado por células madre intestinales especializadas pero muy activas, que idealmente podrían aprovecharse para terapias con células madre de estas enfermedades incapacitantes. Sin embargo, a pesar de una intensa investigación, actualmente no existen métodos para identificar, aislar y cultivar estas células madre intestinales con fines terapéuticos.

Nuestro objetivo es desarrollar tecnologías que permitan que las células madre embrionarias humanas (hES) se conviertan de forma fiable en células intestinales en cultivo. Las células ES humanas pueden cultivarse fácilmente en cultivo, pero representan una tabula rasa completamente indiferenciada. Aquí, proponemos estudios para convertir células hES en células madre intestinales y, de allí, en células intestinales maduras. Con este objetivo, hemos desarrollado la primera metodología para inducir que las células intestinales se dividan y se expandan como cultivos o "explantes" fuera del cuerpo. Este éxito ha dependido de la provisión en nuestros explantes de un "nicho" nutritivo, un área especializada en la que las señales que conducen a la supervivencia de las células madre intestinales están altamente concentradas. En esta propuesta, las células hES se colocarán en este nicho de nuestro cultivo de explante, en medio de señales que promoverían su conversión desde un estado ingenuo a células madre intestinales y su progenie madura. Perfeccionaremos aún más estos métodos persuadiendo a las células hES a lo largo de los primeros pasos hacia el intestino antes de colocarlas en el nicho del explante, así como agregando hormonas para estimular el crecimiento de las células intestinales. El uso de células hES podría mejorar en gran medida el crecimiento de nuestros cultivos de explantes, ampliando enormemente el rendimiento del intestino cultivado.

Las aplicaciones terapéuticas de este trabajo son claras. La combinación de la tecnología de células ES junto con nuestro sistema de cultivo de explantes es muy prometedora para la eventual generación de grandes cantidades de células madre intestinales, o incluso de intestino artificial. Es de esperar que esto produzca terapias efectivas para las numerosas afecciones que resultan en insuficiencia intestinal efectiva, para las cuales las terapias disponibles actualmente son decididamente subóptimas.