Nanotecnología para trasplantes de células madre
Neurona cortical teñida con anticuerpo contra la subunidad neurofilamento NF-L en verde. En rojo están las células madre neuronales teñidas con anticuerpos contra la alfa-internexina. Imagen creada con anticuerpos de EnCor Biotechnology Inc. Foto: GerryShaw

Expertos en nanotecnología, dirigidos por el profesor Kibum Lee, de la Universidad de Rutgers, en New Brunswick, monitorean con éxito la generación de neuronas a partir de células madre humanas caracterizando los exosomas sin destruirlas. Esta técnica también se puede utilizar para caracterizar el tejido cerebral heterogéneo.

El ingenio, publicado en ACS Nano, contiene diminutas varillas de niquel y oro para detectar mRNA (ácido ribonucleico mensajero), dentro de los exomas. Estas pequeñas partículas liberadas por las células desempeñan un papel fundamental en la transducción de señales.

trasplante células madre
La nanotecnología desarrollada en la Universidad estadounidense de Rutgers-New Brunswick allana el camino para impulsar la investigación sobre el trasplante de células madre. Los más beneficiados son pacientes de Alzheimer, Parkinson y otras enfermedades neurodegenerativas y lesiones en el Sistema Nervioso Central. Imagen: Jin-Ho Lee/ Rutgers University

Los genetistas saben desde hace tiempo que el mRNA es una molécula de ácido ribonucleico monocatenario que es complementaria a una de las cadenas de ácido desoxirribonucleico (ADN), la molécula de la vida de un gen.

Según el National Human Genome Research Institute, el mRNA es una versión de RNA del gen que abandona el núcleo celular y se traslada al citoplasma donde se forman las proteínas.

Durante la síntesis de proteínas, un orgánulo llamado ribosoma se mueve a lo largo del mRNA, lee su secuencia de bases y usa el código genético para traducir cada triplete de tres bases, o codón, en su correspondiente aminoácido.

Caracterizan los exomas sin que se destruyan

“Con nuestra nanotecnología, podemos caracterizar las células madre de manera sensible y precisa sin comprometer su viabilidad”, aclara el profesor Kibum Lee.

Las células madre pueden convertirse en muchos tipos diferentes de células, incluidas las neuronas que transmiten información en el cerebro. Según los Institutos Nacionales de Salud (INH) de Estados Unidos, las células madre pluripotentes inducidas por humanos adultos, que se parecen a las células madre embrionarias, se pueden usar para desarrollar. Los científicos esperan usarlas en la medicina de trasplantes.

Si bien las células madre tienen un gran potencial para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas, como Alzheimer y Parkinson, y lesiones del sistema nervioso central, controlar y caracterizar su destino son cuestiones críticas que deben abordarse antes de que su uso potencial como tratamientos pueda realizarse plenamente.

Los métodos actuales para caracterizar los biomarcadores de células madre destruyen las actividades y funciones celulares, lo que dificulta la realización de investigaciones más avanzadas que puedan conducir a aplicaciones biomédicas.

Trasplantes de células madre en Cardiología

En relación con las células madre hay que recordar que, hace ahora un año, cardiólogos españoles del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Cardiovasculares (CIBERCV), perteneciente al Instituto de Salud Carlos III, demostraron en Circulation Research que es viable y segura la administración de células madre cardíacas alogénicas; esto es, procedentes de donantes, tras un infarto agudo de miocardio.

El doctor Francisco Fernández Avilés, del hospital Gregorio Marañón, en Madrid, dirigió el ensayo clínico Caremi. “La inyección a través de la arteria coronaria, previamente reparada mediante un cateterismo cardíaco, no supuso ningún problema ni dio lugar a ningún evento adverso o indicios de rechazo”, comentó entonces Javier Bermejo, subdirector científico del CIBERCV y uno de los firmantes del artículo.

Los pacientes que sobreviven a un infarto agudo de miocardio, que afecta a un territorio superior al 20% de su ventrículo izquierdo, tienen un riesgo muy superior de desarrollar insuficiencia cardíaca años más tarde, cuando la capacidad de compensación del tejido sano fracasa.

En la actualidad, la única medida para evitar este riesgo es recuperar el flujo en la arteria coronaria responsable del infarto con la mayor celeridad posible.

Larga conservación de células madre

Tal y como explicaba el doctor Fernández Avilés, “las células madre cardíacas alogénicas se obtienen a partir de muestras de donantes y tienen la gran ventaja de producirse en cantidades masivas y almacenarse de forma segura durante largos periodos. Eso hace que puedan estar disponibles para su uso en cualquier momento, por ejemplo, cuando un paciente entra en urgencias con un infarto”.

Las terapias celulares que se habían probado hasta la fecha con células del propio donante requerían una producción de varias semanas antes de poder ser implantadas, lo cual retrasaba su potencial uso y aumentaba los riesgos para los pacientes.

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