El objetivo de este proyecto es desarrollar y almacenar líneas de células madre pluripotentes seguras y bien caracterizadas que puedan usarse para estudiar y potencialmente mejorar enfermedades humanas, y que no estén limitadas por consideraciones técnicas, éticas o inmunológicas. Para ello, propusimos establecer protocolos para la generación de células madre pluripotentes inducidas por humanos (hiPSC) que no involucraran la integración de vectores virales y que fueran compatibles con los estándares de Buenos Procesos de Fabricación (GMP). Para establecer las características iniciales de las hiPSC, realizamos una caracterización molecular completa de todas las hiPSC existentes en comparación con las células madre embrionarias humanas (hESC). Descubrimos que todas las líneas de hiPSC creadas hasta la fecha, independientemente del método mediante el cual fueron reprogramadas, compartían una firma de expresión genética común, distinta de la de las hESC. El papel funcional de esta firma de expresión genética aún no está claro, pero cualquier línea que se genere bajo la apariencia de esta subvención se someterá a un análisis similar para establecer el marco mediante el cual estas nuevas líneas se caracterizan funcionalmente. Nuestros esfuerzos por desarrollar nuevas estrategias para la producción de células iPS seguras han dado como resultado muchas líneas celulares nuevas generadas mediante diversas técnicas, todas las cuales son más seguras que el protocolo retroviral estándar. Actualmente estamos ampliando muchas de las líneas de hiPSC generadas y pronto demostraremos si su perfil de expresión genética, capacidad de diferenciación y estabilidad genómica las hacen adecuadas para el almacenamiento en nuestras instalaciones centrales de iPSC. Una vez caracterizadas por completo, estas células estarán disponibles en nuestro banco para otros investigadores. Para que la tecnología hiPSC sea útil clínicamente, los procedimientos para derivar estas células deben ser lo suficientemente sólidos como para que se puedan obtener iPSC de la mayoría de los donantes. Para determinar la versatilidad de la generación de células iPS, ahora hemos derivado hiPSC a partir de fibroblastos obtenidos comercialmente derivados de personas de diferentes edades (recién nacidos hasta 66 años), así como de diferentes razas (caucásicas y mestizas). Actualmente estamos evaluando preparaciones medianas que serán adecuadas para uso a nivel GMP. El trabajo futuro determinará cuál es el mejor sistema actual para obtener hiPSC y establecer metodologías que cumplan con las GMP.

Período de información:

Los estudiantes de Year 2

Período de información:

Los estudiantes de Year 3

Detalles de la solicitud de subvención

Titulo de la aplicación:

Generación de células iPS humanas de grado clínico.

Resumen público:

El uso terapéutico de las células madre depende de la disponibilidad de células pluripotentes que no estén limitadas por consideraciones técnicas, éticas o inmunológicas. El objetivo de esta propuesta es desarrollar y almacenar líneas de células madre pluripotentes seguras y bien caracterizadas, específicas para cada paciente, que puedan utilizarse para estudiar y potencialmente mejorar enfermedades humanas. Varios grupos, incluido el nuestro, han demostrado recientemente que las células cutáneas adultas pueden reprogramarse en el laboratorio para crear nuevas células que se comportan como células madre embrionarias. Estas nuevas células, conocidas como células madre pluripotentes inducidas (iPS), deberían tener el potencial de convertirse en cualquier tipo de célula o tejido del cuerpo. Es importante destacar que la generación de estas células no requiere embriones ni óvulos humanos. Dado que estas células pueden derivarse directamente de los pacientes, serán genéticamente idénticas al paciente y no pueden ser rechazadas por el sistema inmunológico. Este concepto abre la puerta a la generación de líneas de células madre específicas para cada paciente con un potencial de diferenciación ilimitado. Si bien la tecnología actual de células iPS nos permite generar células madre específicas para cada paciente, esta tecnología aún no se ha aplicado para derivar líneas de células madre humanas específicas de enfermedades para estudios de laboratorio. Es importante destacar que estas nuevas células tampoco son todavía adecuadas para su uso en la medicina de trasplantes. Por ejemplo, el método actual para producir estas células utiliza retrovirus y genes que podrían generar tumores u otras mutaciones indeseables en células derivadas de células iPS. Por tanto, en esta propuesta pretendemos mejorar el método de reprogramación de células iPS, para hacer que estas células sean más seguras para su uso futuro en medicina de trasplantes. También generaremos una gran cantidad de líneas iPS de diferentes orígenes genéticos o patológicos, para permitirnos caracterizar la función de estas células y como objetivos para estudiar nuevos enfoques terapéuticos para diversas enfermedades. Por último, estableceremos protocolos que permitirían la preparación de este tipo de células para uso clínico por parte de médicos que investigan nuevas terapias basadas en células madre en una amplia variedad de enfermedades.

Declaración de beneficio para California:

Varios grupos, incluido el nuestro, han demostrado recientemente que las células cutáneas adultas pueden reprogramarse en el laboratorio para crear nuevas células que se comportan como células madre embrionarias. Estas nuevas células, conocidas como células madre pluripotentes inducidas (iPS), deberían tener, similar a las células madre embrionarias, el potencial de desarrollarse en cualquier tipo de célula o tejido del cuerpo. Esta nueva tecnología es muy prometedora para terapias basadas en células madre específicas para pacientes, la producción de modelos in vitro para enfermedades humanas y se cree que brindará la oportunidad de realizar experimentos en células humanas que antes no eran posibles, como la detección de compuestos. que inhiben o revierten la progresión de la enfermedad. La ventaja de utilizar células iPS para la medicina de trasplantes sería que las propias células del paciente serían reprogramadas a un estado de células madre embrionarias y, por lo tanto, cuando se trasplantaran nuevamente al paciente, las células no serían atacadas ni destruidas por el sistema inmunológico del cuerpo. Es importante destacar que estas nuevas células aún no son adecuadas para su uso en medicina de trasplantes o estudios de enfermedades humanas, ya que su derivación da como resultado cambios genéticos permanentes y su potencial de diferenciación no se ha estudiado completamente. El objetivo de esta propuesta es desarrollar y almacenar líneas celulares iPS genéticamente no modificadas y bien caracterizadas de diferentes orígenes genéticos o patológicos que puedan usarse para caracterizar la función de estas células y como objetivos para estudiar nuevos enfoques terapéuticos para diversas enfermedades humanas. Estableceremos protocolos que permitirían la preparación de este tipo de células para uso clínico por parte de médicos que investigan nuevas terapias basadas en células madre en una amplia variedad de enfermedades. En conjunto, esto sería beneficioso para la población de California, ya que decenas de millones de estadounidenses padecen enfermedades y lesiones que podrían beneficiarse de dicha investigación. Los californianos también se beneficiarán enormemente, ya que estos estudios deberían acelerar la transición de las células iPS al uso clínico, permitiendo un desarrollo más rápido de terapias basadas en células madre.

Publicaciones

Célula madre celular (2010): Las iPSC humanas femeninas conservan un cromosoma X inactivo. (PubMed: 20727844)
Célula madre celular (2009): Las células madre pluripotentes inducidas y las células madre embrionarias se distinguen por firmas de expresión genética. (PubMed: 19570518)
Célula madre celular (2010): Análisis moleculares de células madre pluripotentes inducidas por humanos y de células madre embrionarias. (PubMed: 20682452)
Genómica BMC (2009): Análisis de la red de coexpresión de genes ponderados con signo de la regulación transcripcional en células madre embrionarias murinas. (PubMed: 19619308)
Transl Med de células madre (2012): Desde biopsia de piel hasta neuronas pasando por un intermediario pluripotente bajo protocolos de buenas prácticas de fabricación. (PubMed: 23197638)