Pasantías de verano sobre células madre y medicina regenerativa para estudiantes de secundaria de comunidades desatendidas

En el verano de 2022, los pasantes de CIRM SPARK en el Children's Hospital Los Angeles realizaron investigaciones en tres áreas principales: 1. La eficacia de las vesículas extracelulares derivadas de células madre del líquido amniótico para rescatar células endoteliales glomerulares en el síndrome de Alport (AS) (dos estudiantes). Estos estudiantes estaban estudiando cómo revertir el daño asociado a la AS en los "glomérulos", estructuras complejas formadas por vasos sanguíneos que realizan la filtración en los riñones. La AS es una forma de enfermedad renal crónica y el daño a los glomérulos es una parte clave de la patología de esta enfermedad. Los pasantes probaron si los productos liberados por células madre aisladas del líquido amniótico pueden proteger o reparar el daño a estas estructuras críticas en la EA. 2. Mecanismos que controlan la regeneración de la mucosa intestinal tras una lesión (dos estudiantes). Estos estudiantes probaron si las proteínas que sellan los espacios entre las células del revestimiento intestinal (componentes de las conexiones entre células llamadas "uniones estrechas") son necesarias para la reparación de heridas y la regeneración de ese tejido después de una lesión. Este proceso regenerativo está potencialmente comprometido en la enfermedad inflamatoria intestinal, una afección crónica incurable que afecta aproximadamente a 1 de cada 200 estadounidenses. 3. Los efectos del COVID-19 en las células beta pancreáticas productoras de insulina (cuatro estudiantes). Estos estudiantes probaron si Sars-CoV-2 infecta el páncreas y daña las células beta que producen insulina, y si la vacunación previene la disfunción de las células beta después del COVID-19. Todos los pasantes de CIRM SPARK completaron con éxito sus proyectos y escribieron resúmenes basados ​​en su trabajo. Presentaron su trabajo como carteles en el simposio SPARK en Oakland y presentaciones orales en un simposio en el Children's Hospital Los Ángeles.

En el verano de 2023, los pasantes de CIRM SPARK en el Children's Hospital Los Angeles realizaron investigaciones en cuatro áreas principales: 1. El papel de la señalización Notch3 en la regeneración del corazón en el pez cebra. Los pasantes demostraron que los niveles de Notch3 están elevados en la porción en regeneración del corazón de un pez cebra y luego utilizaron un sistema de expresión inducible para probar si un aumento de Notch3 aceleraría la curación. Esto es interesante, ya que comprender cómo los peces regeneran su corazón después de una lesión podría conducir a enfoques de medicina regenerativa para los ataques cardíacos en humanos. 2. Regulación del nicho de células madre del colon. Los pasantes probaron el papel de las vías de señalización activadas por el factor de crecimiento neuregulina-1 en el desarrollo de células de soporte necesarias para la supervivencia de las células madre en el intestino. Comprender mejor estos mecanismos podría conducir a tratamientos basados ​​en la medicina regenerativa para la enfermedad inflamatoria intestinal, la enteritis inducida por quimioterapia y otros trastornos. 3. Efectos de una mutación del gen patógeno BEST1 sobre el epitelio pigmentario de la retina (EPR). El EPR es un componente crítico del ojo que respalda la salud de la retina a través de varios mecanismos. Los pasantes de este proyecto utilizaron modelos de cultivo del EPR derivados de células madre pluripotentes inducidas para probar si las mutaciones en BEST1 que causan la degeneración macular afectan la integridad del EPR. 4. Desarrollo de conexiones del nervio vago con las células sensoriales del intestino. Los pasantes probaron si los circuitos intestinales-vagos que detectan la saciedad se alteran después de una exposición temprana a una dieta occidental rica en grasas. Específicamente, probaron si esta exposición temprana conduce a alteraciones en la edad adulta de los niveles de receptores de hormonas que indican saciedad. Todos los pasantes de CIRM SPARK completaron con éxito sus proyectos y escribieron resúmenes basados ​​en su trabajo. Presentaron su trabajo como carteles y charlas breves en el simposio SPARK en Los Ángeles y presentaciones orales en un simposio en el Children's Hospital Los Ángeles.

En el verano de 2024, los internos del CIRM SPARK en el Hospital Infantil de Los Ángeles investigaron en cuatro áreas principales: 1. Regulación del nicho de células madre intestinales. Dos internos analizaron la función relativa de los factores de crecimiento neuregulina-1 y neuregulina-2 en la activación de respuestas regenerativas y el mantenimiento de la identidad de las células progenitoras en el epitelio intestinal. Otros cuatro internos trabajaron en la interacción entre la inflamación y la diferenciación de células madre en el epitelio colónico, analizando el cambio en los patrones de proliferación y diferenciación de células madre en la cripta colónica en diferentes etapas de la inflamación aguda y crónica. Una mejor comprensión de estos mecanismos podría conducir a tratamientos basados ​​en la medicina regenerativa para la enfermedad inflamatoria intestinal, la enteritis inducida por quimioterapia y otros trastornos. 2. Optimización de la diferenciación de podocitos a partir de células madre del líquido amniótico. En este proyecto, los internos estudiaron metodologías y tratamientos con moléculas pequeñas que podrían utilizarse para optimizar la generación de podocitos renales maduros a partir de células madre del líquido amniótico ex vivo. Dado que los podocitos son fundamentales para la función renal, se pierden en la enfermedad renal crónica (ERC) y no pueden ser reemplazados por el organismo en circunstancias normales, este trabajo tiene un gran potencial para aplicaciones de medicina regenerativa para la ERC. 3. Vesículas extracelulares (VE) derivadas de células madre como terapia celular para la ERC. Este proyecto se centró en si las VE de células madre del líquido amniótico podrían proteger la función mitocondrial y la supervivencia de las células endoteliales glomerulares, otro componente esencial del sistema de filtración renal que se daña en la ERC. 4. Métodos para aislar células madre cancerosas del tumor de Wilms (WT). Los internos de este proyecto aprendieron a generar y administrar "Smartflares", que etiquetan el ARN para permitir la clasificación de células vivas según la expresión génica. Utilizaron la plataforma para aislar las células madre cancerosas SIX2+ del WT cultivado. Dado que la purificación de las células madre iniciadoras ha sido un obstáculo importante en la investigación sobre células madre de tipo silvestre, esto abre un nuevo camino para comprender la transcriptómica y el comportamiento de las células madre cancerosas en estas células, con miras al desarrollo de nuevas terapias. Todos los becarios del CIRM SPARK completaron con éxito sus proyectos y redactaron resúmenes basados ​​en su trabajo. Presentaron su trabajo en forma de pósteres y charlas breves en el simposio SPARK en Riverside y en presentaciones orales en un simposio en el Hospital Infantil de Los Ángeles.

En el verano de 2025, los becarios del programa CIRM SPARK en el Hospital Infantil de Los Ángeles realizaron investigaciones multidisciplinarias, con la biología del desarrollo y la medicina regenerativa como eje central: 1. Desarrollo cerebral. Dos becarios estudiaron la regulación del desarrollo de los circuitos neuronales implicados en la memoria condicionada, incluyendo los mecanismos que contribuyen al trastorno de estrés postraumático (TEPT). Este trabajo se centra en identificar dianas para la terapia celular que podrían utilizarse para tratar el TEPT y enfermedades similares. 2. El efecto de la inflamación intrauterina en el desarrollo de la barrera hematoencefálica (BHE). Dos becarios estudiaron los efectos de la activación inmunitaria materna en las células de soporte de la BHE, astrocitos y microglia. Definir estos efectos y los mecanismos subyacentes podría orientar el desarrollo de enfoques de medicina regenerativa para corregir una BHE defectuosa en pacientes expuestos a inflamación en el útero. 3. Microscopía de expansión de ultraestructuras para organoides retinianos. Dos becarios probaron la viabilidad de utilizar la expansión física de organoides retinianos humanos mediante hidrogel para mejorar la visualización de estructuras detalladas en las células retinianas. De tener éxito, el uso de U-ExM podría acelerar drásticamente la investigación sobre enfoques basados ​​en células madre para el tratamiento de retinopatías. 4. Identificación del efecto de mutaciones raras en el desarrollo de los islotes pancreáticos y la diferenciación de las células beta. Dos becarios estudiaron una mutación de una forma rara de diabetes para determinar dónde afecta al desarrollo de las células beta. Este trabajo forma parte de un esfuerzo por desarrollar enfoques personalizados de terapia celular para pacientes con diabetes que presentan mutaciones raras específicas. 5. Modificadores genéticos de la respuesta a los análogos de GLP-1. Dos becarios realizaron un análisis transcriptómico de regiones cerebrales clave en líneas de ratones genéticamente diversas, diseñadas para imitar la variabilidad genética en poblaciones humanas. Compararon una cepa que responde bien al tratamiento con semaglutida con una resistente, con el objetivo de identificar marcadores asociados al fracaso del tratamiento. Dado que una pequeña pero significativa proporción de pacientes tratados con semaglutida no pierde peso o incluso lo gana, este proyecto podría identificar dianas para modificar o mejorar las respuestas, o identificar a los pacientes con pocas probabilidades de beneficiarse del tratamiento con análogos de GLP-1. 6. Desarrollo de señales vagales de saciedad. Finalmente, dos becarios analizaron las alteraciones en las señales de saciedad mediadas por CCK tras la exposición temprana a una dieta rica en grasas. La terapia celular para mejorar las respuestas alteradas en este circuito podría ser una estrategia futura para combatir la obesidad. Todos los becarios del programa CIRM SPARK completaron con éxito sus proyectos y redactaron resúmenes basados ​​en su trabajo. Presentaron sus trabajos en formato póster y charlas breves en el simposio SPARK de San Diego y en presentaciones orales en un simposio del Hospital Infantil de Los Ángeles.