Venta del cuidado de piel de Life Extension

Revista de Life Extension

LE Magazine julio de 1999


Informe


Detrás en el laboratorio Detrás en el laboratorio
Envuelto en controversia, las células madres trabajan encima de una curación

Mientras que miente la investigación de forma aplastante a continuación, los hallazgos prometedores sugieren que la terapia de célula madre embrionaria humana pueda proporcionar la llave a curar enfermedades peligrosas para la vida.

por Carmia Borek, pH. D.

Los investigadores en la universidad del centro médico de Pittsburgh divulgaron el verano pasado un primer-uno trasplante científico de la célula nerviosa en el cerebro, previsto para invertir el daño causado por un movimiento. Inyectaron al paciente, a una mujer de 62 años con parálisis del lado derecho y el discurso empeorado, con las células nerviosas (neuronas). La operación era la primera de 12 en un ensayo clínico de la fase I previsto para investigar la seguridad del procedimiento, y para determinar si el cuerpo toleraría o rechazaría el trasplante a través de mecanismos inmunes. El equipo médico esperó que el trasplante mejorara la función de las células nerviosas dañadas o que substituyera los que fueron destruidas. Había complicaciones médicas no importantes del procedimiento; el paciente sentía según se informa bien. Desde entonces, otros pacientes del movimiento han recibido trasplantes para ayudar a apresurar su recuperación.

El trasplante acertado del nervio es una hazaña clínica importante. Desde el cerebro humano adulto no puede regenerar el tejido de nervio, reemplazo de células dañadas vía trasplantes es la única técnica que puede ayudar a la recuperación. Cerca de un año después de que el trasplante inicial, algo de pacientes mostró diversos grados de recuperación suave, según lo divulgado por los investigadores en una reunión científica. Esto es una muestra esperanzada.

¿Sería posible desarrollar una fuente regular de trasplantes para substituir un cerebro dañado, un corazón dañado u otro órgano en necesidad? La respuesta es hipotéticamente “sí,” por las células que cultivan de los embriones que son células en blanco, sin compromiso, pero es capaz de la división y de convertirse (distinción) en virtualmente el resto de los tipos de la célula. Engatusarían eventual estas células madres pluripotent, pues les llaman, para convertirse en los tejidos para que la terapia del trasplante repare órganos dañados tales como corazón, cerebro, riñón y similares.

Los científicos han cultivado con éxito a las células madres embrionarias en ratones. Ordenaron a las células madres convertirse en diversos tipos de la célula, estudiando los genes y los factores ambientales que regulan su desarrollo, y trasplantándolos como injertos que funcionan como tejidos. Han cultivado a las células madres embrionarias del primate no humano también. Pero las buenas noticias vinieron en 1998 con la demostración que las células madres embrionarias humanas pueden ser crecidas en cultura. Las noticias cogieron la imaginación pública con visiones de los órganos hechos por encargo, y revolvieron las agencias reguladoras del gobierno en discusiones sobre los éticas de usar a las células madres del embrión humano para la investigación y sobre la prohibición de la financiación del gobierno para tal investigación.

Mientras que el logro técnico de crecer y de mantener las células humanas embrionarias vivas es una hazaña impresionante, los desafíos mienten a continuación. Es importante observar que para explotar el potencial de las células madres para la terapia humana del trasplante y otras aplicaciones, las condiciones que permiten que se maduren en el tejido deseado debe ser investigado más a fondo. Algunas pistas del desarrollo de la célula madre en plantas y animales pueden ayudar a pavimentar la manera.

Desarrollo del glóbulo La definición más simple de una célula madre es la de una célula no madura que pueda reproducirse y producir las células de hija que son células maduras, distinguidas. Hay diversos tipos de tronco célula-toda divisoria pero no todo puede funcionar como las células especiales, incluyendo corazón, el riñón o las células nerviosas. Con todo, cuando las células madres dividen en las células de hija de la reproducción, bajo ciertas condiciones favorables, algunas de estas células de hija van encendido “distinguen.” Entonces se confían al funcionamiento como células del corazón, del riñón, del cerebro y de otros tejidos. La capacidad de dividir como células no diferenciadas, y de producir uno o más tipos distinguidos de la célula, es la característica de base de la función de las células madres en el cuerpo. Estas funciones son necesarias para el desarrollo del embrión y para reparar el desgaste diario de los tejidos en vida.

En ciertos tejidos, las células se renuevan constantemente. Sus células madres producen las células distinguidas para substituir las células cuya hora de supervivencia es finita. Los glóbulos rojos, los portadores del oxígeno del cuerpo, viven solamente 120 días. Son substituidos constantemente por los nuevos formados de las células madres en la médula. En las muchas altitudes donde están bajos los niveles del oxígeno, por ejemplo los Andes en 14.000 pies, los glóbulos rojos adicionales se producen para ayudar a hacer frente a las fuentes con poco oxígeno mientras que se adapta a los nuevos alrededores. En el sistema digestivo, las células madres intestinales distinguen constantemente en las células que alinean la tripa, substituyendo los que han mudado apagado. Las células madres de la piel hacen la piel, y las células madres en los folículos de pelo hacen el pelo. Las células madres que producen una amplia gama de células inmunes distinguen en las células inmunes maduras en respuesta a señales especiales cerca hormona-como las sustancias que se aumentan durante la infección y la inflamación.

Las células madres embrionarias, tales como las que está cultivadas recientemente de embriones humanos, son aún más fascinadoras. En los primeros tiempos del desarrollo del embrión, cuando el huevo fertilizado ha dividido solamente algunas veces, las células cultivadas de éstos embrión-en el blastocyst etapa-pueden dar lugar esencialmente a toda la célula mecanografían adentro el cuerpo, haciéndolos pluripotent. Y, de hecho, el equipo que divulgaba el crecimiento de las células madres del embrión humano también mostró que cuando estaban trasplantadas en ratones, las células madres embrionarias humanas formaron una variedad de tejidos reconocibles.

Los estados de lesión y de la enfermedad se asocian a la pérdida de células o a la disfunción celular. El movimiento se asocia a la muerte de las células nerviosas (neuronas) y de la pérdida de función del cerebro en las áreas afectadas. La gente con enfermedad de la enfermedad de Alzheimer , de Parkinson u otras enfermedades neurodegenerative es víctimas de la degeneración y de la muerte lentas de neuronas. Una persona que acaba de tener un ataque del corazón severo puede ser en un estado donde han muerto las células en una área extensa del corazón. En este último caso, el resultado es que solamente la pieza de su músculo cardíaco puede bombear sangre. Un flujo escaso de oxígeno y de otros alimentos al cerebro y a otros órganos sigue, amenazando a vida.

En muchos de estos estados enfermos, el reemplazo de la célula por el trasplante es la opción deseable para restaurar la función del tejido. El trasplante de la célula necesita a las células madres que producen las células de hija idénticas en un proceso de la reproducción del uno mismo, así como crea las células de hija cuyo destino es distinguir en la célula especializada requerida. La réplica continua del uno mismo es esencial por dos razones. El primer es que permite a investigadores mantener trasplantes de los tejidos necesarios para el tratamiento por largos periodos del tiempo. La segunda razón es que permite la producción y el mantenimiento de una gran cantidad de células no maduras que, en principio, podrían ser trasplantadas en tejido adulto y convertirse en las células maduras funcionales, incorporando ellos mismos en el tejido.

En el caso de los glóbulos rojos que viven solamente 120 días, el trasplante eficaz de glóbulos podría ser alcanzado inicialmente restableciendo una población roja del glóbulo que necesita un alza, y continuando con el relleno de la población roja del glóbulo como mueren las viejas. Esto es posible solamente con las células madres transferidas que pueden uno mismo-renovar por largos periodos del tiempo. Las transferencias de la tuétano-célula del hueso usadas para substituir a los glóbulos leucémicos cacerígenos por las células normales son quizás los ejemplos más conocidos del reemplazo de la célula para restaurar la función del tejido en un tejido enfermo.

Ha habido muchos esfuerzos para establecer cultivos celulares de célula madre humanos de los tejidos adultos específicos que se han encontrado con poco éxito. Un método alternativo frustrado era cultivar a las células madres pluripotent humanas que pueden convertirse en diversos tipos de la célula. Las células madres de Pluripotent con la capacidad de producir todos los tipos de células fetales y adultas existen solamente en el embrión temprano y en un tumor de la célula madre llamado teratocarcinoma. Las culturas de las células del teratocarcinoma han sido funcionando por algún tiempo en investigaciones experimentales. Aunque su origen cacerígeno los hace impopulares para los propósitos terapéuticos en seres humanos, no se comportan realmente como células cancerosas sobre la diferenciación en las células maduras. De hecho, las células nerviosas trasplantadas usadas en el paciente del movimiento eran de las células alteradas del teratocarcinoma.

Han crecido a las células madres embrionarias humanas que pueden dividir y la réplica por largos periodos del tiempo según se informa en cultura en dos casos. El primer, divulgado en noviembre de 1998 por el Dr. James Thomson de la universidad de Wisconsin y de colaboradores, mostrada que las células de los embriones tempranos que tienen solamente algunas células (blastocysts) se podrían cultivar in vitro y mantener como cultura de dividir las células por más de ocho meses. Estos embriones eran un resultado de la fertilización in vitro y fueron donados por los individuos implicados. Las células tenían todas las características de células madres embrionarias tempranas normales.

THOMSON y los colegas encontraron que cuando estaban inyectadas en los ratones privados de sus sistemas inmunes, para evitar el rechazo del injerto, las células embrionarias humanas formaron muchos tejidos humanos reconocibles. Estas células incluidas de la guarnición del tejido de la tripa, del hueso, del cartílago, del músculo y de nervio. Incluso cuando están mantenidas platos bajo condiciones controladas, las células madres embrionarias distinguidas en los tejidos embrionarios distintos que podrían convertirse más lejos en tejidos especializados en crecimiento apropiado condicionan. Así, el crecimiento y la diferenciación in vitro podrían permitir a científicos estudiar eventos de desarrollo, especialmente en los primeros tiempos, que no se pueden estudiar directamente en el embrión humano. Éstos pueden ser útiles en los problemas de investigación asociados a infertilidad y a la pérdida de embarazo, así como los defectos de nacimiento.

El segundo informe vino de un laboratorio más de 1.000 millas lejos de Wisconsin, en la Facultad de Medicina de la Universidad John Hopkins en Baltimore. El Dr. John Gearhart y colaboradores divulgó el aislamiento y cultivar de las células madres pluripotent humanas del tejido embrionario que, después del desarrollo adicional, hacen ovarios o testículos (células de germen primordiales). Los tejidos originaron a partir del cinco a los embriones nueve-semana-viejos de embarazos abortados. Las células mantuvieron el dividir la cultura por más de 20 semanas y mostraron características de células madres pluripotent. Podían distinguir en otras etapas del desarrollo del embrión cuando estaban mantenidos cultura. Cómo las células se comportan cuando están inyectadas en animales todavía no se ha divulgado.

Más recientemente, un equipo de investigación de Milán, Italia, tenida éxito en el aislamiento de las células madres de un cerebro embrionario humano. Dependiendo de las condiciones en las cuales fueron crecidas, las células tenían la capacidad de madurarse en diversos tipos de neuronas. El cultivar acertado de estas células muestra la promesa para el trasplante clínico del cerebro de una fuente de células de tronco del encéfalo embrionarias especializadas normales.

Aunque el logro técnico de crecer a las células madres humanas es emocionante, todavía hay mucho que se hará. En varias áreas, la investigación adicional se debe conducir para explorar más lejos posibilidades de la terapia y del trasplante. La diferenciación ocurre de una manera desorganizada, produciendo una mezcla de muchos tipos de la célula. Las poblaciones mezcladas de células son inadecuadas para el trasplante en tejidos específicos. Cuando hay muchos tipos de la célula, pueden competir el uno con el otro para entrar en el tejido, evitando que la célula del interés consiga en el área prevista del tejido que necesita la reparación. Además, si sobre el trasplante la célula madre no diferenciada sigue siendo de no diferenciado-división indefinidamente sin la maduración puede convertirse en un tumor de la célula madre. Hay mucho aprender sobre las condiciones requeridas para que la célula madre forme otros tejidos por largos periodos del tiempo, es decir sigue siendo pluripotent; mucho a aprender sobre las sustancias y las condiciones que conducirán a una célula madre para distinguir en el tipo maduro específico de la célula necesitó. La falta de hacer juego genético puede dar lugar al rechazo del injerto, por lo tanto a la tarea de hacer juego la identidad de la fuente embrionaria y del paciente que requieren el trasplante. En el futuro, este obstáculo puede ser superado cultivando las células adultas de un paciente y usando el material genético de las células del paciente para crear a las células madres embrionarias.

Para ilustrar un ejemplo, tomemos una situación hipotética. Alguien con el nombre de marca tiene un ataque del corazón severo. Un técnico toma a algunas de las células epiteliales de la marca y las separa, las pela de su material genético y las inyecta en un óvulo humano donado que, ha tenido también todo su material genético quitado. El huevo se estimula para dividir in vitro y el embrión se convierte en el plato. En el primero tiempo del embrión, las células se quitan y se cultivan como células madres pluripotent que puedan convertirse en muchos tipos de células, incluyendo las células del corazón. Un equipo médico mantiene las células y las crece bajo condiciones que las engatusen para convertirse en las células del corazón solamente. Puesto que las células son un partido genético perfecto al tejido de la marca, pueden ser trasplantadas en su corazón sin el riesgo de rechazo por las células inmunes que atacan las células extranjeras. Las células substituirán los que murieron en el ataque del corazón. Puede ser posible en el futuro tener un banco de las células congeladas tomadas temprano en vida y usadas más adelante para reparar una variedad de órganos dañados.

El primer trasplante de las células nerviosas en un paciente del movimiento, descrito anterior, fue hecho antes de cultivar acertado divulgado de células madres embrionarias humanas normales. El trasplante del nervio que “marca una transición en medicina del movimiento de limitaciones del daño a la restauración de la función perdida del cerebro,” según lo descrito por el Dr. Kondziolka del líder de equipo, fue hecho usando las células nerviosas desarrolladas de un tumor de la célula madre humana, un teratocarcinoma. Primero, la lesión del movimiento fue situada en el cerebro por los medios radiológicos (ordenador tomografía-CT, o el resonancia-nanómetro magnético nuclear). Entonces, por lo menos dos millones de células nerviosas (neuronas) aisladas de una variedad de células del teratocarcinoma (células del teratocarcinoma que había estado en cultura por algún tiempo y disponible comercialmente) fueron inyectadas cerca de la lesión del movimiento, en varios sitios. Los injertos del trasplante de células fueron producidos tratando las células del tumor con la vitamina A- el ácido retinóico compuesto relacionado, que estimula a las células madres producir distinguido completamente no-dividiendo las neuronas. La sustancia química simple alcanza su efecto dramático sobre las células estimulando un sistema de genes que sea utilizado solamente por las neuronas. Simultáneamente, el ácido retinóico suprime otros genes que den instrucciones las células para distinguir en otros tejidos. Una vez que estuvieron distinguidas y no más divididas, las células trasplantadas eran consideradas seguras para el paciente, es decir noncancerous. En las ratas dadas trasplantes similares, los injertos sobrevivieron para más que un año sin mostrar ninguna muestra de la inversión de nuevo a su estado cacerígeno.

Todavía están supervisando a los pacientes que fueron tratados con los trasplantes de la célula nerviosa. Los estudios similares en las ratas que sufrían de un movimiento perimentally producido mostraron que los injertos de las células distinguidas del teratocarcinoma dieron lugar a la recuperación significativa en el cerebro. La inyección de millones de células en el cerebro invirtió daño y restauró actividad de motor perdida y la función cognoscitiva. La inyección de números más pequeños de células dio lugar a la mejora que duró solamente un mes, pero aumentando el número de la célula y tratando los animales con cyclosporin para bajar el riesgo de rechazo del injerto por las células inmunes, la recuperación a largo plazo fue observada.

Los usos clínicos potenciales con éxito de cultivar a las células madres embrionarias humanas son amplios. Un uso inmediato de las células pluripotent que pueden crecer indefinidamente y distinguir en tipos de la célula humana es investigación de la droga. Esto puede permitir a la investigación de drogas en variedades de células humanas completamente maduras probar para la toxicidad de la droga en diversos tipos del tejido. Porque las células embrionarias humanas cultivadas se asemejan a las células en desarrollar embriones humanos, podrían ser utilizadas para identificar las drogas que pueden interferir con el desarrollo embrionario normal durante embarazo.

Una gran cantidad de células sanas se pueden producir y utilizar en los trasplantes, trayendo esperanza a los pacientes con toda clase de enfermedades. Las células del páncreas que hacen la insulina se podrían desarrollar para tratar la diabetes, los implantes de la célula nerviosa para reparar daño en las áreas específicas del cerebro para tratar a Parkinson, el movimiento, y a pacientes con demencia incluyendo enfermedad de Alzheimer. Las células se podían distinguir en las células del hígado o del riñón para reparar órganos enfermos y dañados. Las células embrionarias se podrían exponer a las sustancias que las estimulan para producir la amplia gama de las células encontradas en la sangre, una alternativa posible a los trasplantes de la médula.

Un desafío al trasplante de la célula es que el sistema inmune tiende a rechazar las células que son diferentes y extranjeras al beneficiario. En el caso del tratamiento del paciente del movimiento con las células nerviosas inyectadas, el cyclosporin, una sustancia química represiva inmune, fue utilizado para prevenir el rechazo. Las experiencias con animales sugieren que las células embrionarias se podrían modificar para ser aceptado por el sistema inmune y para no ser reconocido por las células inmunes del beneficiario como extranjeras. En principio, esto podría ser alcanzada alterando las células embrionarias que funcionan genético tan como “donantes universales,” aceptable por todos los pacientes. Tales estrategias implicarían el curso difícil de alterar genes y de tratar las células con diversas drogas y diversas condiciones del crecimiento para seleccionar las células con los genes alterados deseables.

Alternativamente, las células madres embrionarias que son genético idénticas a las células del paciente podrían ser creadas, según lo descrito anterior en tratar un músculo cardíaco dañado de un ataque del corazón severo. Esta estrategia requeriría un paso usado en la reproducción. Un técnico tomaría las células, tales como células epiteliales, de un paciente y las crecería en cultura. Usando el hueco un vidrio llamó una pipeta que es una décima del diámetro de un cabello humano, el técnico transferiría el núcleo de una célula que contiene la DNA de la célula, su material genético, en un óvulo humano infertilizado. El huevo sería activado por una descarga eléctrica y comenzar a convertirse en un embrión.

La única información genética en este huevo infertilizado sería de la DNA de la célula del paciente. Una vez que se convierte en un embrión temprano en la etapa del blastocyst, cultivarían a las células madres embrionarias humanas. Las células-genético distinguidas idénticas a los donantes serían producidas para la terapia. La técnica de la transferencia nuclear de una célula adulta en un huevo era la que está usada en la clonación del carro de las ovejas, pero aquí el huevo que contenía el material genético de la madre del carro fue implantado en un útero y permitido convertirse en cuál era convertirse en carro, bastante que crecido en un plato en un embrión temprano con el fin de cultivar a las células madres deseadas.

Aunque las células madres embrionarias humanas son pluripotent y bajo diversas condiciones podría madurarse en diversos tejidos, no pueden formar un embrión.

La investigación usando embriones humanos se ha encontrado con la ayuda pública y gubernamental y la resistencia. Hasta ahora, la investigación que dio lugar al dos primeros divulga sobre cultivar de células madres embrionarias humanas fue apoyada por los fondos privados del Geron Corporation. Una prohibición del congreso de los E.E.U.U. en la clonación de embriones humanos existe. Sin embargo, a principios de este año, los institutos de la salud nacionales anunciaron que la investigación de la célula madre del embrión ha sido eximida por el departamento de sanidad y servicios sociales de los E.E.U.U., pero se limitan para investigar en las células madres que se han extraído ya del embrión a través de la ayuda no gubernamental. Sigue habiendo una prohibición en la extracción y cultivar de células del embrión.

El NIH explicó la razón de la decisión con los resultados de THOMSON, que derivaron a las células madres humanas de las células internas de blastocysts de estudios y de tratamientos de sobra de la fertilidad. Aunque las células madres conserven la capacidad de distinguir en muchas clases de células, no pueden formar un embrión si están implantadas en una matriz. Así la declaración de NIH dice eso “incluso si las células se derivan de un embrión humano, ellos no es ellos mismos un embrión humano.” Para crecer a las células madres humanas en un plato, investiga debe primero quitar la capa externa de células del blastocyst usado para cultivar el embrión. Estas células externas, llamadas los trophoblasts, son esenciales para el desarrollo de la placenta, el tejido que alimenta el embrión y lo protege en la matriz contra el rechazo por el sistema inmune de la madre. Así, quitando esta capa externa el investigador evita que las células internas restantes se conviertan en la matriz. El trabajo de células madres Gearhart-que cultivan de las células de germen primordiales, los tejidos que dan lugar a ovarios y testículo-fueron hechos usando embriones más viejos de embarazos terminados.

En la sesión del Senado, los testigos que imploraron el senado para eximir investigación de la célula madre de la prohibición federal en la investigación del embrión incluyeron un hombre diagnosticado con la enfermedad de Parkinson a la edad de 27, y a un profesor de Universidad de Harvard que tenía un niño de siete años con diabetes. Ambas enfermedades están entre las que podrían beneficiarse de la investigación y de la terapia celular de la célula madre. La comunidad científica y médica animó la decisión del departamento de sanidad y servicios sociales permitiendo que la investigación sobre las células madres aisladas proceda. Sin embargo, un portavoz para la conferencia nacional de obispos católicos protestó, decir que la decisión puede ofrecer un incentivo para la destrucción del embrión. Mientras que los científicos adaptan para arriba para perseguir nuevas avenidas para estudiar el desarrollo embrionario y para curar enfermedad por terapia de célula madre, el discusión sobre la investigación de la célula embrionaria continúa.

Referencias:

Bonn, trasplante de la célula de D primera apuntó invertir daño del movimiento. The Lancet 1998; 352:119

Butler D. Breakthrough revuelve el discusión del embrión de los E.E.U.U. . . Naturaleza 1998; 396:104-105

Gearhart, J. Nuevo potencial para las células madres embrionarias humanas. Ciencia 1998; 282:1061-1062

Derivación de Shamblot JM de células madres pluripotent de las células de germen primordiales humanas cultivadas. Proc. Nacional. Acad. Sci. 1998;95:13726-13731

Las variedades de células embrionarias del tronco de THOMSON JA y otros derivaron de blastocysts humanos. Ciencia 1998; 282: 1145-1147

AL y otros Exp Neurol de Vescovi. 1999; La investigación de la célula madre de 156:71-83 Wadman M. Embryonic exenta de la prohibición, NIH se dice. Naturaleza 1999; 397:185-186