Modelado del desarrollo embrionario humano con células madre embrionarias humanas
Detalles de la concesión de la subvención
Tipo de subvención:
Conceder número:
RS1-00259
Investigador(es):
Uso de células madre humanas:
Valor del premio:
$528,096
Estatus
Cerrado
Informe de progreso
Período de información:
Los estudiantes de Year 2
Detalles de la solicitud de subvención
Titulo de la aplicación:
Modelado del desarrollo embrionario humano con células madre embrionarias humanas
Resumen público:
Las células madre han entrado en la conciencia pública como “células que pueden hacer cualquier cosa” y han sido aclamadas como una panacea en la lucha contra las enfermedades, el envejecimiento y el cáncer. Desafortunadamente, sólo hemos arañado la superficie en la comprensión de estas células. Algunas de las cosas que creemos saber son las siguientes: las células madre embrionarias son muy prometedoras porque parecen ser “células que pueden hacer cualquier cosa”, pero aún así no pueden aislarse de adultos que lo consientan, y que las células madre adultas, aunque aislables, son mucho más limitada en su capacidad para reponer tejido más allá de su órgano de origen. Además, sabemos muy poco sobre el desarrollo embrionario humano por el simple hecho de que los experimentos con embriones humanos han demostrado ser casi imposibles debido a obstáculos éticos y técnicos. Claramente, si obtuviéramos una comprensión profunda sobre los embriones humanos y las células madre embrionarias humanas, no sólo podríamos desarrollar oportunidades clínicas útiles, sino también potencialmente detectar y tratar errores cometidos durante el desarrollo humano. Esta propuesta sugiere que, de hecho, podríamos aprender mucho no sólo sobre el potencial terapéutico de las hESC, sino también sobre el desarrollo humano mediante la explotación del cultivo celular. Proponemos modelar el desarrollo embrionario humano para comprender cómo una porción particular del embrión sufre una transformación para convertirse en cerebro o piel. El hecho de que aparentemente un tipo de célula en las primeras etapas del embrión pueda formar el sistema nervioso completo o la piel ha intrigado a los científicos durante décadas; ahora esperamos comprender cómo funciona este proceso y, en el proceso, esperamos desafiar las teorías existentes sobre el potencial. de células madre adultas también. Con una comprensión más profunda de lo que hace que una neurona sea una neurona y no una célula de la piel, de hecho seremos capaces de impartir un código neuronal a una célula de la piel y tal vez convertir una célula de la piel en una neurona. Si esto fuera posible, podríamos: tomar una biopsia de piel de un paciente con enfermedad de Parkinson (un trastorno degenerativo en el que se pierden neuronas dopaminérgicas), utilizar mecanismos ya establecidos para expandir esas células de la piel en cultivo, activar el "código neuronal" para activar en neuronas dopaminérgicas y luego trasplantarlas nuevamente al mismo paciente donante. Este tipo de autotrasplante evita la necesidad de una terapia de inmunosupresión, que es tóxica y a veces mortal, o de células madre específicas del paciente que, por ahora, son imposibles de obtener.
Declaración de beneficio para California:
La gente y el estado de California se beneficiarán tanto científica como económicamente del trabajo aquí propuesto. Proponemos un plan para aumentar nuestro conocimiento práctico de un proceso que, sin hESC, no tenemos otro método para abordar. Estamos desarrollando un modelo para describir un proceso fundamental que ocurre durante el desarrollo embrionario humano. Evidentemente no podemos realizar experimentos con embriones humanos, por lo que estamos aprovechando la naturaleza primitiva de las hESC para modelar este proceso in vitro. Es evidente que un conocimiento práctico del desarrollo embrionario humano sería de enorme importancia no sólo para la comunidad científica, sino para el mundo en general. Los errores durante el desarrollo tienen consecuencias trágicas como retraso mental, espina bífida y mortalidad perinatal. Otro beneficio del desarrollo de este sistema modelo es que actualmente el proceso por el cual las hESC se diferencian en diferentes líneas celulares es algo así como una caja negra. Sabemos que las hESC pueden producir muchos tipos de células diferentes, algunas de las cuales podrían ser útiles clínicamente para los trastornos degenerativos, pero en realidad no sabemos nada sobre cómo surgen estos diferentes tipos de células. Si pudiéramos obtener una idea de cómo se toman las decisiones sobre el destino celular, entonces podríamos coaccionar no solo a las hESC, sino también a otros tipos de células, en un linaje particular. Por ejemplo, si podemos entender el programa genético que hace que una célula primitiva se convierta en una neurona dopaminérgica, podríamos aplicar este programa a otro tipo de célula, como una célula de la piel. Luego, podríamos aislar células de la piel de un paciente con enfermedad de Parkinson, una enfermedad debilitante en la que se destruyen las neuronas dopaminérgicas, y convertir estas células en neuronas dopaminérgicas y devolverlas al paciente con la enfermedad. Este tipo de protocolo obviaría la necesidad de terapia inmunosupresora o células madre específicas del paciente.
Publicaciones
- Células madre (2008): Análisis de variantes numéricas de copias de células madre embrionarias humanas. (PubMed: 18369100)
- Resolución celular (2011): Definición de la naturaleza de la progenie de células madre pluripotentes humanas. (PubMed: 21844894)
- Células madre (2009): La diferenciación dirigida de células madre pluripotentes inducidas por humanos genera neuronas motoras activas. (PubMed: 19350680)
- 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)