Las células madre embrionarias (ESC) que se originan a partir de embriones en etapa temprana pueden diferenciarse en cualquier tipo de célula del cuerpo. La generación de líneas ESC a partir de embriones humanos (hESC) ha generado mucha controversia entre los investigadores, pero ha generado la esperanza de que algún día las hESC puedan usarse en terapia de reemplazo celular para el tratamiento de enfermedades degenerativas y cáncer. Actualmente se están centrando esfuerzos sustanciales en revelar todo el potencial de las hESC mediante el desarrollo de sistemas de cultivo que respalden la diferenciación selectiva en los tipos de células de interés. Hemos informado las condiciones de cultivo específicas que permiten la diferenciación de hESC en las células originadoras (precursoras mesenquimales) que forman los huesos, cartílagos y músculos de nuestro cuerpo. Además, luego definimos las condiciones para la generación selectiva de células del músculo esquelético a partir de los precursores mesenquimales derivados de hESC. El trasplante de estas células musculares en el músculo de las extremidades de ratones inmunodeficientes demostró su capacidad para sobrevivir e integrarse en el tejido del huésped. Las distrofias musculares (DM) son un grupo de enfermedades que afectan a los músculos de nuestro cuerpo. La DM se caracteriza por debilidad y atrofia muscular progresiva para la cual no existe cura ni tratamiento disponible. Con base en nuestros estudios previos, proponemos optimizar las condiciones de cultivo para la generación in vitro de células de músculo esquelético a partir de hESC y estudiar los mecanismos de desarrollo involucrados en este proceso. Además, trasplantaremos estas células a perros distróficos, un modelo animal de EM, para evaluar su funcionalidad in vivo y su potencial para reparar o reemplazar fibras musculares distróficas. El logro de nuestros objetivos contribuirá a la comprensión del desarrollo del músculo esquelético humano y proporcionará la base para la aplicación clínica de células derivadas de hESC en enfermedades musculares.

Declaración de beneficio para California:

El establecimiento de líneas de células madre pluripotentes derivadas del blastocisto humano, hESC, abrió una nueva era en la investigación biomédica. Debido a su origen embrionario, las hESC pueden prácticamente diferenciarse en todas las células de todos los tejidos de nuestro cuerpo. Existe una gran esperanza de que en un futuro próximo la progenie especializada derivada de hESC se utilice en terapias celulares para una variedad de enfermedades degenerativas y cáncer. La iniciativa de células madre de California, a través del CIRM, da un impulso significativo a la investigación de hESC al financiar proyectos pioneros en este campo. Las distrofias musculares (DM) son un grupo de > 20 enfermedades genéticas caracterizadas por debilidad progresiva y degeneración de los músculos esqueléticos que controlan el movimiento. Hay muchas formas de distrofia muscular, algunas perceptibles al nacer (distrofia muscular congénita) y otras en la adolescencia (Becker y Duchenne MD). La DM de Duchenne es quizás la forma más común, con una incidencia mundial de 1 de cada 3,500 nacimientos masculinos. Esta distrofia se produce como resultado de mutaciones en el gen que regula la distrofina, una proteína implicada en el mantenimiento de la integridad de las fibras musculares. A pesar de los avances sustanciales realizados en la identificación de los defectos genéticos que causan estas enfermedades, no existe ningún tratamiento o cura disponible y los niños afectados suelen morir en la adolescencia. Proponemos investigar las posibles aplicaciones clínicas de células de músculo esquelético derivadas de hESC tras el trasplante en modelos animales de distrofia muscular. Paralelamente, proponemos estudiar las bases moleculares del desarrollo del músculo esquelético durante la diferenciación de hESC. Esta propuesta de investigación beneficiará al Estado de California y a sus ciudadanos de las siguientes maneras. En primer lugar, los californianos no son inmunes a ninguna forma de DM y la incidencia general de este grupo de enfermedades es la misma que en otros lugares, con consecuencias devastadoras para las personas afectadas y sus familias. Ya hemos demostrado que las células del músculo esquelético derivadas de hESC pueden integrarse y sobrevivir en un músculo huésped cuando se trasplantan en ratones inmunodeficientes. Por lo tanto, esperamos que estas células reparen eficientemente las fibras musculares distróficas en modelos animales de DM, como los perros distróficos. Si nuestra hipótesis resulta correcta, es muy probable que estas células se utilicen para trasplantes en pacientes con DM. Los californianos serán entonces los primeros en beneficiarse del resultado de la investigación propuesta. Además, una terapia exitosa de la EM basada en ESC ciertamente alentará y estimulará la investigación de otras terapias basadas en ESC para enfermedades relacionadas. En conclusión, la iniciativa CIRM conducirá sin duda al descubrimiento de una terapia y/o de los mecanismos de desarrollo que conducen a alguna enfermedad. Eso en sí mismo colocará a California en la cima de la investigación sobre ESC, con enormes beneficios para todos los californianos.