Categories

Entrada publicada a:

dijous, 26 de gener de 2017

Científics del Salk Institute avancen en la integració de cèl·lules humanes en embrions d’una espècie diferent

Contribució de les cèl·lules mare pluripotents induïdes humanes (iPSC) (verd) al desenvolupament del cor d'un embrió de porc de 4 setmanes (Foto: Salk Institute)Científics del Salk Institute for Biological Studies de Califòrnia, han aconseguit avenços en múltiples fronts en la carrera per integrar cèl·lules mare pluripotents d’una espècie en embrions d’una altra espècie animal diferent. Això permetrà estudiar el desenvolupament embrionari d’un organisme, les causes de malalties, desenvolupar nous fàrmacs i la possibilitat de generar òrgans per a trasplantament. L’estudi, que publica avui la revista Cell, el lidera el Dr. Juan Carlos Izpisúa, professor d’Expressió Genètica del Salk Institute. També hi han participat, entre altres, el Dr. Josep Maria Campistol, director general i Nefròleg de l’Hospital Clínic i investigador de l’IDIBAPS, i científics de la Universitat Catòlica de Múrcia (UCAM), la Fundació Pedro Guillén, la Clínica Cemtro de Madrid i la Universitat de Múrcia.

Els darrers avenços científics que han permès generar cèl·lules, teixits i òrgans en organismes de diferents espècies, ofereixen una oportunitat sense precedents per resoldre problemes greus que afecten la salut humana, en particular, la necessitat d’òrgans i teixits per a trasplantament.

En l’article que publica avui la revista Cell, els científics, mitjançant l’ús de la tècnica CRISPR / CAS9 i cèl·lules pluripotents, han creat ratolins que tenen ulls, pàncrees o cor de rata, i demostren que òrgans funcionals d’una espècie poden desenvolupar-se en organismes d’espècies diferents. Per primera vegada, aquests experts també han estat capaços d’integrar cèl·lules humanes en embrions de porc i vaca, marcant així el primer pas cap a la generació d’òrgans humans trasplantables fent servir animals grans que tenen una mida d’òrgan, fisiologia i anatomia similars a les dels humans. D’altra banda, l’equip d’investigadors ha demostrat que la integració de cèl·lules d’espècies divergents pot ser més complicada que la combinació de cèl·lules de rata i ratolí, que són espècies evolutives pròximes.

Les nostres troballes en la generació de quimeres interespecífiques són una esperança per a l’avanç de la ciència i la medicina, i proporcionen una oportunitat sense precedents per estudiar les primeres etapes del desenvolupament embrionari i la formació d’òrgans, així com una nova via per a l’estudi de teràpies mèdiques“, explica el professor Juan Carlos Izpisúa. “Les nostres observacions indiquen que un organisme d’una espècie pot desenvolupar-se i tenir una vida absolutament normal portant un òrgan que està constituït per cèl·lules d’una altra espècie. Aquestes tecnologies constitueixen una eina molt potent per a l’estudi de l’evolució de les espècies, el desenvolupament de malalties, i pot conduir, en última instància, a la possibilitat de generar òrgans humans funcionals per a trasplantament“, afegeix.

Una quimera interespecífica és un organisme format per cèl·lules de diferents espècies. La paraula “quimera” originàriament descrivia criatures mitològiques o deïtats en les religions politeistes. En ciència, les quimeres interespecífiques s’estan convertint en potents eines de recerca bàsica per al desenvolupament d’aplicacions clíniques.

En un dels experiments realitzats en l’article que avui publica la revista Cell, els investigadors van usar la tecnologia d’edició gènica CRISPR/CAS9 per desactivar el gen que produeix el pàncrees en embrions de ratolí. Aleshores van inserir en aquests embrions cèl·lules mare pluripotents de rata, que contenien el gen intacte per a la generació del pàncrees. Un cop implantat, els embrions es van desenvolupar de forma normal, excepte pel fet que en cada ratolí estava formant-se un pàncrees de rata. L’èxit d’aquest experiment inicial va portar a l’equip a generar altres òrgans de rata en ratolins, com ulls o cor.

Sorprenentment, també van observar que les cèl·lules mare pluripotents de rata van ser capaces de generar una vesícula biliar en el ratolí, òrgan que no està present en rates. “Aquest experiment amb rosegadors va revelar un gran secret: l’embrió de ratolí va ser capaç de desbloquejar la ruta, inhibida evolutivament en la rata, per a la formació de la vesícula biliar“, assenyala Jun Wu, científic de l’equip investigador del laboratori del Dr. Izpisúa. “Aquests resultats demostren la importància de l’ambient de l’animal receptor en el control del desenvolupament d’òrgans i l’especiació evolutiva“. Wu també apunta que l’experiment amb ratolins i rates va mostrar que el creixement d’òrgans humans en animals per al trasplantament podria ser possible. “Els ratolins estaven sans i tenien una vida normal, el que indica que el seu desenvolupament es va dur a terme de forma correcta“, explica.

No obstant això, generar òrgans humans en ratolins o rates no té sentit, perquè els rosegadors són massa petits i amb una fisiologia molt diferent a la humana. L’equip investigador va decidir, doncs, treballar amb porcs, ja que la grandària d’òrgans i el temps de desenvolupament són més comparables als de l’ésser humà. Després de generar diversos tipus de cèl·lules mare pluripotents induïdes humanes (iPSC), aquestes es van inserir en embrions de porc que, posteriorment, van ser implantats en truges receptores. L’experiment es va aturar a les quatre setmanes de gestació, per avaluar la seguretat i l’eficàcia de la tecnologia fins a aquell punt.

Alguns dels embrions van mostrar que les cèl·lules humanes s’havien especialitzat i convertit en precursors de diferents teixits, tot i que la taxa d’èxit i el nivell de contribució de les cèl·lules humanes en porcs va ser molt menor que en el cas de rata i ratolí. Aquests resultats representen la prova de concepte d’integració de cèl·lules humanes en una espècie animal gran.

Tot i que els resultats representen el primer intent amb èxit d’integració de cèl·lules iPS humanes en una espècie animal gran, els científics subratllen que la investigació es troba en etapes molt primerenques i que encara queden reptes importants abans de desenvolupar teràpies mèdiques basades en aquesta tecnologia. El Dr. Josep M. Campistol apunta que “aquest treball multidisciplinari intenta donar resposta a les necessitats de la medicina actual i constitueix la primera pedra per a la introducció, en el futur, de noves metodologies per al trasplantament d’òrgans sòlids“.

L’objectiu últim de la investigació amb quimeres és aprendre si podem usar tècniques d’edició gènica i cèl·lules pluripotents per generar teixits i òrgans humans compatibles i creiem que el treball continuat ens conduirà a l’èxit final“, explica el Dr. Izpisúa. “En aquest procés estem adquirint una millor comprensió de l’evolució de les espècies, l’embriogènesi humana i el desenvolupament de malalties, que amb les metodologies actuals és difícil d’obtenir“, conclou.

Font: Salk Institute

Comparteix aquesta entrada

  • Delicious
  • Facebook
  • Twitter
  • email
  • LinkedIn
  • StumbleUpon

    Els comentaris estan tancats.