Imágenes in vivo de derivados de células madre embrionarias humanas y tumorigenicidad
Detalles de la concesión de la subvención
Tipo de subvención:
Conceder número:
RS1-00322
Investigador(es):
Uso de células madre humanas:
Valor del premio:
$623,634
Estatus
Cerrado
Informe de progreso
Período de información:
Los estudiantes de Year 2
Detalles de la solicitud de subvención
Titulo de la aplicación:
Imágenes in vivo de derivados de células madre embrionarias humanas y tumorigenicidad
Resumen público:
Las células madre embrionarias humanas (hESC) son uno de los temas de interés más fascinantes en toda la biología y la medicina en estos días. En determinadas condiciones fisiológicas, se les puede inducir a convertirse en células especializadas, como las del cerebro, las cardíacas, las del hígado, las del páncreas y las de la médula ósea. Esto abre la interesante posibilidad de que algún día las hESC puedan usarse para tratar pacientes con enfermedad de Parkinson, afecciones cardíacas, hepatitis, diabetes y leucemia, solo por nombrar algunas enfermedades actualmente intratables que afectan a millones de estadounidenses. Este campo de terapias basadas en células para tratar enfermedades humanas generalmente se denomina “medicina regenerativa”.
Los científicos que quieren estudiar las hESC o sus derivados celulares especializados suelen inyectarlas en modelos de animales pequeños, como ratones y roedores. Sin embargo, actualmente los investigadores no pueden controlar de forma no invasiva estas células después del trasplante. En cambio, estos animales suelen ser sacrificados para una biopsia post mortem, lo que impide el seguimiento a largo plazo de las células trasplantadas. Sin la capacidad de seguir el progreso de las células trasplantadas durante un período de tiempo más largo, no se han obtenido conocimientos importantes sobre el destino de las hESC in vivo. Por lo tanto, el desarrollo de una nueva tecnología para rastrear hESC trasplantadas y sus derivados celulares especializados representaría un avance importante en este campo que producirá implicaciones teóricas y prácticas de amplio alcance.
Otro problema con el trasplante de hESC es la posibilidad de causar teratomas. Los teratomas son conjuntos desorganizados de diferenciación celular que parecen recapitular muchos de los eventos involucrados en el desarrollo embrionario temprano. Claramente, el riesgo de formación de teratoma es un obstáculo importante para la futura aplicación clínica de las hESC. En esta propuesta, evaluaremos cómo se forma el teratoma en sujetos vivos a lo largo del tiempo utilizando las técnicas de imagen que hemos desarrollado y, en primer lugar, cuál es la mejor manera de prevenirlos.
Debido a los graves riesgos que plantea la formación de teratoma, es necesario inducir a las hESC a convertirse en derivados celulares especializados antes del trasplante con fines terapéuticos. Sin embargo, este proceso no es eficiente en la actualidad a pesar de los intensos esfuerzos en busca de métodos para acelerarlo. Nuestro equipo planea abordar este problema utilizando la última tecnología en genómica y proteómica.
En resumen, nuestra propuesta es una respuesta específica a la subvención CIRM SEED. Busca desarrollar una tecnología novedosa (imágenes moleculares) que abordará una barrera crítica en la traducción clínica de la terapia con hESC (formación de teratoma) y proporcionará una mejor comprensión del proceso de diferenciación de las células cardíacas (genómica/proteómica). Nuestro equipo multidisciplinario bien establecido tiene la capacitación, experiencia e innovación necesarias para completar el proyecto. En general, confiamos en que nuestros estudios propuestos generarán avances significativos en este campo, tanto en el conocimiento científico como en las terapias útiles.
Los científicos que quieren estudiar las hESC o sus derivados celulares especializados suelen inyectarlas en modelos de animales pequeños, como ratones y roedores. Sin embargo, actualmente los investigadores no pueden controlar de forma no invasiva estas células después del trasplante. En cambio, estos animales suelen ser sacrificados para una biopsia post mortem, lo que impide el seguimiento a largo plazo de las células trasplantadas. Sin la capacidad de seguir el progreso de las células trasplantadas durante un período de tiempo más largo, no se han obtenido conocimientos importantes sobre el destino de las hESC in vivo. Por lo tanto, el desarrollo de una nueva tecnología para rastrear hESC trasplantadas y sus derivados celulares especializados representaría un avance importante en este campo que producirá implicaciones teóricas y prácticas de amplio alcance.
Otro problema con el trasplante de hESC es la posibilidad de causar teratomas. Los teratomas son conjuntos desorganizados de diferenciación celular que parecen recapitular muchos de los eventos involucrados en el desarrollo embrionario temprano. Claramente, el riesgo de formación de teratoma es un obstáculo importante para la futura aplicación clínica de las hESC. En esta propuesta, evaluaremos cómo se forma el teratoma en sujetos vivos a lo largo del tiempo utilizando las técnicas de imagen que hemos desarrollado y, en primer lugar, cuál es la mejor manera de prevenirlos.
Debido a los graves riesgos que plantea la formación de teratoma, es necesario inducir a las hESC a convertirse en derivados celulares especializados antes del trasplante con fines terapéuticos. Sin embargo, este proceso no es eficiente en la actualidad a pesar de los intensos esfuerzos en busca de métodos para acelerarlo. Nuestro equipo planea abordar este problema utilizando la última tecnología en genómica y proteómica.
En resumen, nuestra propuesta es una respuesta específica a la subvención CIRM SEED. Busca desarrollar una tecnología novedosa (imágenes moleculares) que abordará una barrera crítica en la traducción clínica de la terapia con hESC (formación de teratoma) y proporcionará una mejor comprensión del proceso de diferenciación de las células cardíacas (genómica/proteómica). Nuestro equipo multidisciplinario bien establecido tiene la capacitación, experiencia e innovación necesarias para completar el proyecto. En general, confiamos en que nuestros estudios propuestos generarán avances significativos en este campo, tanto en el conocimiento científico como en las terapias útiles.
Declaración de beneficio para California:
La terapia basada en células madre es muy prometedora para el tratamiento de numerosas enfermedades. Las células madre embrionarias humanas (hESC), por ejemplo, pueden transformarse en células cerebrales, cardíacas, pancreáticas, hepáticas y de médula ósea. Esto abre la interesante posibilidad de que algún día las hESC puedan usarse para tratar enfermedades como el Parkinson, afecciones cardíacas, hepatitis, diabetes y leucemia. Este campo de terapias basadas en células para tratar enfermedades humanas generalmente se denomina “medicina regenerativa”. Sin embargo, todavía estamos en las primeras etapas para comprender la capacidad de las hESC. Hay muchas preguntas de investigación básica que deben abordarse antes de que podamos comenzar en el futuro ensayos clínicos con células especializadas derivadas de hESC. Por ejemplo, necesitamos comprender cómo impulsar la diferenciación de hESC hacia vías específicas, controlar la proliferación de hESC y monitorear su destino celular después del trasplante. Uno de los problemas más graves es la posibilidad de que las hESC causen teratoma después del trasplante. Los teratomas son tumores benignos que están formados por células de diferentes linajes. Por lo tanto, es fundamental que los científicos comprendan cómo se forman los teratomas y desarrollen técnicas para monitorearlos de forma no invasiva y repetitiva. Nuestra propuesta de investigación está diseñada para abordar las 3 preguntas: (1) cómo obtener imágenes y monitorear las hESC trasplantadas, (2) cómo se forman los teratomas y (3) cómo inducir de manera confiable que las hESC se conviertan en derivados especializados, como las células cardíacas. Creemos que responder a estas preguntas conducirá a avances significativos en la investigación de hESC y en nuevas terapias. Hemos reunido un equipo multidisciplinario de investigadores experimentados para abordar los desafíos de este proyecto. Al mismo tiempo, capacitaremos y asesoraremos a una nueva generación de estudiantes brillantes y científicos jóvenes en las áreas de desarrollo tecnológico y biología hESC. Esto garantiza que se preservará y transmitirá una base de conocimientos esencial en el futuro previsible.
Publicaciones
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- Ciclo celular (2009): Efectos del número de células en la formación de teratoma por células madre embrionarias humanas. (PubMed: 19597339)
- Más uno (2009): Caracterización funcional y transcripcional de células endoteliales derivadas de células madre embrionarias humanas para el tratamiento del infarto de miocardio. (PubMed: 20046878)
- Accidente cerebrovascular (2010): Los injertos de células madre neurales humanas modifican la respuesta microglial y mejoran el brote axonal en la lesión cerebral hipóxico-isquémica neonatal. (PubMed: 20075340)
- Desarrollo de células madre (2009): Imágenes de la vía de señalización STAT3 durante la diferenciación de células madre embrionarias de ratón. (PubMed: 18576943)
- Proc Natl Acad Sci EE. UU. (2008): La terapia inmunosupresora mitiga el rechazo inmunológico de los xenoinjertos de células madre de embriones humanos. (PubMed: 18728188)
- Desarrollo de células madre (2009): Perfil de microARN de células madre pluripotentes inducidas por humanos. (PubMed: 19284351)
- Mol Ther (2009): Imágenes por resonancia molecular y magnética de injertos de células madre neurales derivadas de células madre embrionarias humanas en cerebro de rata isquémica. (PubMed: 19436269)
- Métodos Mol Biol (2009): Imágenes moleculares de células madre embrionarias humanas. (PubMed: 19405224)
- Cáncer Res (2009): Imágenes no invasivas de novo de la formación de teratomas derivados de células madre embrionarias humanas. (PubMed: 19318556)
- Más uno (2008): Perfil transcripcional y funcional de cardiomiocitos derivados de células madre embrionarias humanas. (PubMed: 18941512)
- Desarrollo de células madre (2008): Las imágenes in vivo de células madre embrionarias revelan patrones de supervivencia y rechazo inmunológico después del trasplante. (PubMed: 18491958)
