Generación de células sensoriales del oído interno a partir de células ES humanas hacia una cura para la sordera
Detalles de la concesión de la subvención
Tipo de subvención:
Conceder número:
RC1-00119
Investigador(es):
Enfoque de la enfermedad:
Uso de células madre humanas:
Valor del premio:
$2,330,371
Estatus
Cerrado
Informe de progreso
Período de información:
Los estudiantes de Year 2
Período de información:
Los estudiantes de Year 3
Período de información:
Los estudiantes de Year 4
Detalles de la solicitud de subvención
Titulo de la aplicación:
Generación de células sensoriales del oído interno a partir de células ES humanas hacia una cura para la sordera
Resumen público:
La pérdida de audición es el principal defecto congénito en los Estados Unidos, con ~3 niños de cada 1,000 que nacen con un compromiso parcial o profundo de la función auditiva. Se estima que la pérdida auditiva debilitante afecta aproximadamente al 4% de las personas menores de 45 años y al 34% de las de 65 años o más.
Una de las principales causas de que la pérdida auditiva adquirida sea permanente en los mamíferos radica en la incapacidad de los epitelios sensoriales del oído interno para reemplazar las células mecanorreceptoras o células ciliadas dañadas. Las células ciliadas sensoriales son mecanorreceptores que transducen los movimientos de fluidos generados por el sonido en señales electroquímicas interpretables por el cerebro. La degeneración y muerte de las células ciliadas es causal en >80% de las personas con pérdida auditiva
En esta solicitud de subvención, proponemos explorar, de manera comparativa, el potencial de al menos cinco líneas ESC humanas para convertirse en células ciliadas. Nos esforzamos por utilizar células madre embrionarias humanas obtenidas recientemente con este fin para evitar problemas causados por posibles anomalías cromosómicas y contaminantes virales o no humanos, que restringen en gran medida el uso de estas células madre y hacen que sus derivados sean inaceptables para estudios in vivo. Los fondos federales no se pueden utilizar para investigaciones con estas líneas de células madre embrionarias.
El objetivo a largo plazo más interesante de la experimentación propuesta es proporcionar una fuente abundante de células progenitoras del oído interno humano que puedan aprovecharse en el futuro para crear rutinariamente células ciliadas humanas para experimentos in vitro e in vivo y para estudios clínicos destinados a reparar oídos dañados. Tener acceso a células ciliadas humanas in vitro ofrece, por primera vez, la oportunidad de realizar estudios biológicos celulares detallados de este tipo de células. Prevemos que las células progenitoras del oído interno derivadas de ESC humanas puedan usarse para detectar fármacos que conduzcan a una mayor diferenciación de las células ciliadas. Igualmente interesantes con respecto a posibles aplicaciones clínicas son los estudios destinados a diferenciar células ciliadas humanas funcionales in vitro, en cultivo de órganos e in vivo después del trasplante de las células en la cóclea de modelos animales sordos y potencialmente en pacientes humanos. En un futuro más lejano, prevemos que nuestra investigación propuesta dará como resultado nuevas estrategias de tratamiento para curar la sordera y potencialmente otras enfermedades del oído interno, como el tinnitus causado por el mal funcionamiento de las células ciliadas sensoriales y los trastornos vestibulares.
Una de las principales causas de que la pérdida auditiva adquirida sea permanente en los mamíferos radica en la incapacidad de los epitelios sensoriales del oído interno para reemplazar las células mecanorreceptoras o células ciliadas dañadas. Las células ciliadas sensoriales son mecanorreceptores que transducen los movimientos de fluidos generados por el sonido en señales electroquímicas interpretables por el cerebro. La degeneración y muerte de las células ciliadas es causal en >80% de las personas con pérdida auditiva
En esta solicitud de subvención, proponemos explorar, de manera comparativa, el potencial de al menos cinco líneas ESC humanas para convertirse en células ciliadas. Nos esforzamos por utilizar células madre embrionarias humanas obtenidas recientemente con este fin para evitar problemas causados por posibles anomalías cromosómicas y contaminantes virales o no humanos, que restringen en gran medida el uso de estas células madre y hacen que sus derivados sean inaceptables para estudios in vivo. Los fondos federales no se pueden utilizar para investigaciones con estas líneas de células madre embrionarias.
El objetivo a largo plazo más interesante de la experimentación propuesta es proporcionar una fuente abundante de células progenitoras del oído interno humano que puedan aprovecharse en el futuro para crear rutinariamente células ciliadas humanas para experimentos in vitro e in vivo y para estudios clínicos destinados a reparar oídos dañados. Tener acceso a células ciliadas humanas in vitro ofrece, por primera vez, la oportunidad de realizar estudios biológicos celulares detallados de este tipo de células. Prevemos que las células progenitoras del oído interno derivadas de ESC humanas puedan usarse para detectar fármacos que conduzcan a una mayor diferenciación de las células ciliadas. Igualmente interesantes con respecto a posibles aplicaciones clínicas son los estudios destinados a diferenciar células ciliadas humanas funcionales in vitro, en cultivo de órganos e in vivo después del trasplante de las células en la cóclea de modelos animales sordos y potencialmente en pacientes humanos. En un futuro más lejano, prevemos que nuestra investigación propuesta dará como resultado nuevas estrategias de tratamiento para curar la sordera y potencialmente otras enfermedades del oído interno, como el tinnitus causado por el mal funcionamiento de las células ciliadas sensoriales y los trastornos vestibulares.
Declaración de beneficio para California:
La pérdida de audición afecta a unos 30 millones de estadounidenses y, en consecuencia, unos 3 millones de californianos sufren problemas auditivos debilitantes, lo que convierte a esta afección en uno de los trastornos crónicos más comunes. La degeneración y muerte de las células ciliadas, y potencialmente de sus neuronas ganglionares espirales asociadas, es causal en >80% de los individuos con pérdida auditiva. La sustitución funcional de las células ciliadas representa la modalidad de tratamiento definitiva para la sordera. Clínicamente, la funcionalidad de las células ciliadas perdidas puede restaurarse parcialmente mediante estimulación eléctrica del nervio auditivo lograda con la implantación de dispositivos electrónicos; por ejemplo, los implantes cocleares pueden proporcionar a un subconjunto de pacientes sordos adecuados una forma de tratamiento para mejorar la audición. A largo plazo y en beneficio de los pacientes que no son aptos para el tratamiento existente, es necesario explorar otras vías de terapia, por ejemplo la estimulación de la regeneración de las células ciliadas después de un daño. Recientemente se ha demostrado que es posible generar células ciliadas a partir de células madre embrionarias de ratón y los experimentos aquí propuestos tienen como objetivo ampliar esta investigación hacia la generación de células ciliadas humanas a partir de células madre embrionarias. Habiendo ideado una forma de convertir células madre embrionarias humanas en células ciliadas a través de un tipo de célula intermedia, la célula progenitora del oído interno será un avance importante para desarrollar nuevas estrategias de tratamiento para curar la sordera y posiblemente otros trastornos del oído interno. Además del beneficio inmediato y obvio para los pacientes, imaginamos que los avances tecnológicos que son aplicables a millones de pacientes sólo en California, pero aún más en todo el mundo, tienen un enorme potencial comercial. En consecuencia, los californianos podrían beneficiarse posiblemente de los primeros tratamientos biológicos para la pérdida auditiva ofrecidos a través de hospitales locales y el estado de California posiblemente podría beneficiarse de la comercialización local de biotecnología novedosa que tiene una demanda global.
Publicaciones
- Celda (2010): Células ciliadas mecanosensibles procedentes de células madre embrionarias y pluripotentes inducidas. (PubMed: 20478259)
- Nat Neurosci (2009): Quo vadis, ¿regeneración de las células ciliadas? (PubMed: 19471265)
