New method reveals nano-scale drug molecules in cells

               

 Researchers at Chalmers University of Technology and partners within the Chemical Imaging Infrastructure have produced a method whereby it is possible to see at the nano level where a medicinal drug ends up in the cells and how much of it is needed for optimum treatment. The technique enables the development of new pharmaceuticals and tailored treatments for diseases that have not previously been treatable.

‘Without needing to add anything to affect the cell, we can produce unique precision at the nano level. That is not possible with comparable methods that are currently in use,’ says Per Malmberg, Director of the infrastructure and senior researcher in the Department of Chemistry and Chemical Engineering at Chalmers University of Technology.

Thanks to the comprehensive knowledge of the human genome, researchers can design more effective drugs that work by engaging specific targets in the interior of the cell. This advance also makes it necessary for drug designers to consider how their molecules behave inside the cell.

The new method, developed by the partners within the Chemical Imaging Infrastructure, is described in a recently released whitepaper. It involves enhanced cutting-edge technology and knowledge to analyse and quantify biological medicines, such as peptides and oligonucleotides, in human cells with considerable reliability.

The new method is based on the NanoSIMS (nanoscale secondary ion mass spectrometry) instrument developed by CAMECA, which can measure and image molecules at high resolution on the nanoscale and has been available at the chemical imaging infrastructure since 2015. The instrument has been widely adopted by the scientific community for research, but it has not yet been applied to the development of medicinal drugs.

‘Compared with similar techniques, the NanoSIMS methodology provides much faster and more accurate answers. With our technique, a drug project can receive an answer within about four weeks, and there are good opportunities to reduce the time even further, says Per Malmberg.

Significance for unmet medical needs
So far, researchers have worked with cultured cells, but the technique can also be used to examine tissue. In the long term, it could also be used to investigate what happens in individual cells in an organ where the drug is expected to act. This could provide a key to a deeper understanding of, for example, neurodegenerative diseases, such as ALS or Parkinson’s disease, and cancer.

The pharmaceutical industry has a significant need to develop and apply methodologies for nanoscale quantification of drug molecules and their distribution at the sub-cellular level. 

‘I am extremely pleased that we have succeeded in imaging medicinal drugs in cells. There are many things that can happen to a drug once it enters the cell. Now that we can make observations at this level for the first time, we can obtain critical information that will help us design drugs for diseases that have not previously been treatable,’ says Michael Kurczy, Associate Principal Scientist at AstraZeneca.

Collaboration key to new results
Researchers at Chalmers University of Technology and the University of Gothenburg are responsible for the development, in collaboration with AstraZeneca, AstraZeneca’s BioVentureHub and the company CAMECA. When the infrastructure partners’ collective knowledge and expertise in terms of the preparation and measurement of samples were combined, results were achieved that would not have been possible without such collaboration.

‘It is a great opportunity for researchers, especially young ones, to work at the interface of academia, industry and engineering. The synergy between the developers’ direct insight into the industry’s needs and problems, and the researchers’ expertise and ideas on how they could be resolved, has been crucial in enabling us to present new, valuable tools, which will lead to a significant improvement in drug development processes and therefore the quality of people’s lives,’ says Thi Ngoc Nhu Phan, Assistant Professor at the University of Gothenburg.

Read the full white paper about the new method

La falta de nutrientes provoca una muerte celular atípica

Recientes resultados del grupo de investigación en muerte celular del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), liderados por la Dra. Cristina Muñoz-Pinedo, han permitido caracterizar el proceso de muerte celular por falta de nutrientes, en el que el retículo endoplásmico juega un papel destacado. Su trabajo, publicado en portada por la revista Molecular and Cellular Biology, se enmarca en el contexto de TRAIN-ERs, una acción europea colaborativa que estudia las enfermedades asociadas a este orgánulo celular.

“Normalmente, el proceso de muerte celular programada, llamado apoptosis, sigue una vía bioquímica relacionada con la permeabilización de las mitocondrias; sin embargo, hemos observado que en los casos de muerte celular por falta de nutrientes (glucosa), las células se mueren de una forma inesperada, siguiendo un proceso similar al que se derivaría de una respuesta inmune”, explica la Dra. Cristina Muñoz-Pinedo, última autora del estudio.

En tratamientos relacionados con la muerte celular, como la quimioterapia, es la vía mitocondrial la que se activa. En cambio, ante la falta de glucosa, las células activan los llamados “receptores de muerte” en su membrana, que normalmente usan los linfocitos del sistema inmunitario para atacar y destruir células infectadas.

Los investigadores del IDIBELL han conseguido relacionar la activación de estos receptores de membrana con el retículo endoplásmico, un orgánulo celular que interviene en funciones relacionadas con la síntesis de proteínas, el metabolismo de lípidos y algunos esteroides, así como el transporte intracelular. “Ante el estrés producido por la falta de nutrientes, el retículo da la señal de alarma que desencadena la aparición de los receptores de muerte en la membrana”, comenta la Dra. Muñoz-Pinedo.

“De acuerdo con nuestros resultados in vitro, suponemos que esta es la forma cómo mueren las células tumorales situadas en el centro de un tumor, el llamado núcleo necrótico, ya que en esa zonas nunca llegan suficientes nutrientes”, añade la investigadora del IDIBELL. “Por otro lado, en las isquemias, además de la falta de oxígeno también se da muerte celular por falta de nutrientes; también podríamos relacionar este proceso a nivel bioquímico con la actividad del retículo endoplásmico”.

El trabajo ha sido posible gracias a la financiación recibida de la red europea Marie Curie TRAIN-ERs, que apoya y forma a jóvenes investigadores para desarrollar estrategias para el tratamiento de las enfermedades asociadas al estrés del retículo endoplásmico. “Dentro de TRAIN-ERs, el objetivo de nuestro grupo de investigación era estudiar el papel de las señales de estrés del retículo endoplásmico ante la falta de nutrientes, y hemos demostrado que es esencial”, comenta Muñoz-Pinedo.

El estrés del retículo endoplásmico (ER) está emergiendo recientemente como una característica común en la patología de numerosas enfermedades incluyendo cáncer, trastornos neurodegenerativos, síndromes metabólicos y enfermedades inflamatorias, afectando anualmente a millones de pacientes en todo el mundo y suponiendo una enorme carga económica para el sector sanitario.

  

Aston University launches ground-breaking project to replicate brain’s neural networks through 3D nanoprinting

Aston University has launched MESO-BRAIN, a major stem cell research project which it hopes will develop three-dimensional (3D) nanoprinting techniques that can be used to replicate the brain’s neural networks.

The cornerstone of the MESO-BRAIN project will be its use of pluripotent stem cells generated from adult human cells that have been turned into brain cells, which will form neural networks with specific biological architectures. Advance imaging and detection technologies developed in the project will be used to report on the activity of these networks in real time.

Such technology would mark a new era of medical and neuroscience research which would see screening and testing conducted using physiologically relevant 3D living human neural networks. In the future, this could potentially be used to generate networks capable of replacing damaged areas in the brains of those suffering from Parkinson’s disease, dementia or other brain trauma.

The MESO-BRAIN initiative, which will span three years, received €3.3million of funding from the European Commission as part of its prestigious Future and Emerging Technology (FET) scheme. Aston University is leading the project, with partners from industry and higher education across Europe: Axol Bioscience Ltd, Laser Zentrum Hannover, The Institute of Photonic Sciences, University of Barcelona and Kite Innovations. This unique partnership brings together stem cell biologists, neuroscientists, photonics experts and physicists.

Head of the MESO-BRAIN project, Professor Edik Rafailov, said: “What we’re hoping to achieve with this project has, until recently, been the stuff of science-fiction.

“If we can use 3D nanoprinting to improve the connection of neurons in an area of the brain which has been damaged, we will be in a position to develop much more effective ways to treat those with dementia or brain injuries.

“To date, attempts to replicate and reproduce cells in this way have only ever delivered 2D tissues or poorly defined 3D tissues that do not resemble structures found within the human body. The new form of printing we are aiming to develop promises to change this. The MESO-BRAIN project could improve hundreds of thousands of lives.”

Dr Eric Hill, Programme Director for MSc Stem cells and Regenerative Medicine at Aston University, commented: “This research carries the potential to enable us to recreate brain structures in a dish. This will allow us to understand how brain networks form during development and provide tools that will help us understand how these networks are affected in diseases such as Alzheimer’s disease.”

  

Descubierta una nueva parte del mecanismo de regulación de la división celular

 Investigadores del grupo de investigación de Ciclo Celular del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), liderado por la doctora Ethel Queralt, han identificado el mecanismo que permite a la proteína quinasa Polo Cdc5 regular el proceso de salida de la mitosis, inmediatamente antes de la división celular. El resultado, publicado en la revista Cell Reports, abre la puerta aldesarrollo de terapias específicas y directas contra el cáncer.

El correcto desarrollo de la mitosis, el proceso previo a la división celular, es particularmente importante para mantener la estabilidad cromosómica. Defectos en la separación o reparto de cromosomas pueden originar células con más o menos material genético de lo normal, algo habitual en el caso de células tumorales. Sin embargo, y a pesar de su importancia, los mecanismos de regulación de este proceso aún se conocen muy poco.

En este estudio, el grupo de investigación describe un nuevo mecanismo de regulación de la salida de mitosis. Para completar este proceso, es necesario que una proteína llamada Cdc14 esté activada, es decir, que pueda hacer su función; esto se logra a través de dos mecanismos de regulación llamados FEAR (Cdc fourteen early anaphase release) y MEN (Mitotic exit network), en los que se sabía que otra proteína, la polo quinasa Cdc5, jugaba un papel importante. El artículo profundiza en el mecanismo molecular por el cual esta proteína Cdc5 es también regulada de forma secuencial por otra proteína llamada Cdk1.

En este estudio, como en la mayoría de los que desarrolla este grupo del IDIBELL, se ha utilizado la levaduraSaccharomyces cerevisiae (levadura de cerveza) como organismo modelo. La levadura es uno de los organismos modelo más utilizado para estudiar los procesos básicos en la célula, ya que permite identificar y describir mecanismos moleculares complejos, como los referentes al ciclo celular, imposibles de estudiar directamente en organismos superiores.

La aplicación de estos conocimientos obtenidos a través de la investigación en organismos modelo puede ayudar potencialmente a desarrollar tratamientos más directos y efectivos. En palabras de la doctora Queralt, "los mecanismos de regulación de la mitosis son muy complejos y el hecho de conocerlos bien a nivel molecular nos permitirá desarrollar fármacos específicos que inhiban o corrijan este proceso en diversas enfermedades, especialmente en cáncer, minimizando los efectos secundarios". Así pues, el estudio realizado por el grupo de la investigadora supone un paso importante de cara al desarrollo de terapias que impidan que las células tumorales se repliquen.

IVI da el primer paso para obtener gametos producidos desde células de la piel

Tras cinco años de trabajo, IVI ha publicado una investigación en la revista científica Scientific Reports del grupoNature, en la que partiendo de fibroblastos (de la piel), se han conseguido células con marcadores compatibles con células germinales (gametos). Esta investigación supone el primer paso de un gran objetivo ulterior: lograr un gameto procedente de la misma persona que no los posee. Aunque se han presentado varios trabajos al respecto, este acercamiento es el más novedoso hasta el momento.

Para desarrollar esta investigación se parte de la reprogramación celular, concepto gracias al cual Shinya Yamanaka fue galardonado con el premio Nobel de Medicina en 2012. En su estudio, IVI emplea la reprogramación celular directa, así pues toma células de la piel y, mediante la transfección con un cóctel específico de genes, se logra que estas células adultas se transformen, sus cromosomas se reducen a la mitad después de entrar en meiosis y presentan marcadores genéticos y epigenéticos propios de células germinales.

“Aunque esta investigación supone un primer paso en la especie humana, su aplicación en ratones ya ha revelado resultados exitosos. El fin último de la misma es tomar células de la piel y manipularlas genéticamente para conseguir que una persona carente de gametos propios pueda obtenerlos y poder tener hijos genéticamente propios”, explica el Dr. Carlos Simón, Director Científico de IVI.

Esta investigación, desarrollada en colaboración con la Universidad de Stanford, supone un primer paso en un ambicioso proyecto a larga distancia en el que se sigue trabajando.

Juan Carlos Izpisúa consigue crear las células que permitirían hacer un riñón 100% humano‏

Tal y como ha explicado Izpisúa en el XLV Congreso de la Sociedad Española de Nefrología (S.E.N.) celebrado en el Palacio de Congresos de Valencia hay dos componentes fundamentales en la formación del riñón. Aunque el riñón ya funcionante tiene más de veinte tipos de células, todas ellas provienen de dos tipos: la yema uretérica  y el mensénquima.

Cuando Izpisúa creó minirriñones en el año 2013 lo que consiguió fue mezclar yema uretérica de humano con fragmentos de riñón de ratón, es decir, no eran riñones 100% humanos. Faltaba desarrollar en humanos células de mesénquima. Esta es la primicia mundial que Juan Carlos Izpisúa ha presentado en el XLV Congreso de la Sociedad Española de Nefrología.

Según el propio Izpisúa “Lo que hemos conseguido ahora es diferenciar  y obtener en el laboratorio células progenitoras del mesénquima que van a dar lugar a la mayor parte de las células que conocemos del riñón, como las nefronas, el componente tubular o los podocitos.

Es la primera vez que lo voy a hacer público. No está ni publicado en revistas científicas, pero aún a riesgo de que eso nos pueda perjudicar porque siempre que lo dices públicamente te cuesta más publicar científicamente, creo que este Congreso de Nefrología es el momento  más apropiado para decirlo.” Así se ha manifestado Izpisúa que además ha añadido: “Yo lo que quiero es que al final los nefrólogos sepan dónde estamos y que alguno de ellos tenga interés en mirar una poco más hacia la investigación y aprovechar lo que nosotros estamos haciendo. Nosotros no podemos llegar a más, nos paramos en un punto que son los nefrólogos los que tienen que tomar el relevo.”

En este sentido, la Dra. María Dolores del Pino y Pino, Presidenta de la Sociedad Española de Nefrología (S.E.N.), ha afirmado que la medicina regenerativa ofrece a las nuevas generaciones de nefrólogos una oportunidad única de trabajar de una forma distinta en el desafío de prevenir la enfermedad renal crónica que ha sido la causa no transmisible de muerte que más ha aumentado en los últimos 20 años. Investigaciones como esta de Izpisúa pueden ser las progenitoras del nacimiento de una nefrología regenerativa que se convierta en un nuevo paradigma del tratamiento de la enfermedad renal crónica.

Es la primera vez que se consigue obtener células que se integran en un riñón de ratón y se diferencian como si fueran células endógenas de ratón realmente funcionantes. “Estamos ante un paso muy importante porque ahora sí que hemos creado in vitro los dos componentes que constituyen un riñón humano”.  Ha declarado Izpisúa.

Sobre cómo lo han logrado esta vez a diferencia de la anterior, explica Izpisúa: “Mi background es la biología del desarrollo. Cómo durante el desarrollo embrionario una célula pluritpotente empieza a ser educada para que deje de ser pluripotente y se convierta en una célula diferenciada especifica en este caso del riñón. ¿Qué señales moleculares se tienen que activar o desactivar para perder esa pluripotencia y guiarla en un linaje específico? Esto es lo que he estudiado siempre. Si entendemos cómo el embrión toma esas decisiones, podremos copiarlo en el laboratorio. Desde hace tiempo me he centrado en el estudio de cómo una célula que tiene muchas posibilidades de convertirse en cualquier tipo celular decide convertirse en una célula de la yema uretérica o del mesénquima.”

Sobe cuál ha sido esta vez la clave para conseguirlo, Izpisúa añade que “Lo que hemos descubierto es que cuando empieza a desarrollarse el embrión, hay unos primeros marcadores de esa decisión que comienzan a expresarse en unas células específicas. Esos marcadores genéticos en el ratón nos han permitido marcar esas células. Cuando se encienden sabemos que esas células ya se van a convertir en células del mesénquima. Con este conocimiento lo que hemos hecho es generar ratones transgénicos en los que en el momento en que empezamos a ver esas células fluorescentes las extraemos del ratón y las ponemos en una placa de petri. “

Izpisúa afirma que “Estas células extraídas de su medio se mueren, pero hemos añadido factores que nos permiten mantenerlas vivas indefinidamente y que no se transformen en otra cosa. Se quedan como tales, como células del mesénquima del riñón. Una  vez que ya sabemos cuáles son y cómo ponerlas en una placa petri, la prueba de algodón es si funcionará en humanos.”

Continúa Izpisúa explicando que “para eso nos fuimos a embriones humanos y le pusimos las mismas células extraídas del ratón y las tratamos igual. Hoy Izpisúa ha demostrado en el XLV Congreso de la Sociedad Española de Nefrología que puede mantener millones de células humanas del mesénquima indefinidamente viviendo en una placa de petri (ya llevan más de un año)  y crecer de manera controlada hasta poder tener un número indeterminado de ellas.

El paso siguiente era, afirma Izpisúa,  “demostar que esas células son lo que decimos que son. Había que ponerlas en un entorno vivo. Las hemos introducido en un riñón de ratón vivo de recién nacido. En esas primeras fases tras nacer el animal el proceso de diferenciación  todavía continúa, las células progenitoras se tienen que diferenciar en las células maduras del riñón. Hemos visto que se integran en el riñón del ratón, que se diferencian como si fueran una célula del ratón y que funcionan perfectamente en el ratón. Esto demuestra que son lo que pensamos que tenían que ser. Es la primera vez que se demuestra esto con células de ratón y con células humanas . Esto da unas esperanzas enormes porque si somos capaces de cultivarlas y tener todos los millones de células renales que queramos, se podrían utilizar como fuente de trasplante para generar nefronas que hemos perdido.

Hasta ahora no había otro ejemplo que demostrase que puedes mantener estas células en cultivo sin que se diferencien a otra cosa, que las puedes hacer crecer y que cuando las trasplantas en el entorno del riñón son capaces de hacer lo que normalmente tienen que hacer.”

 

Human stem cells may improve bone healing in diabetics

Adding stem cells from human bone marrow to a broken diabetic bone enhances the repair process, increasing the strength of the newly formed bone, according to a laboratory-based study presented at the European Congress of Endocrinology in Dublin. The work could potentially lead to more effective treatments for broken bones.

Bones of diabetic people are known to be more fragile than non-diabetic people and take longer to heal after fracturing. What’s more, diabetic people are more likely to sustain fractures as a result of fall than non-diabetics as they often suffer from impaired vision and reduced sensitivity in their feet.

The research team at the National University of Galway, led by Dr Cynthia Coleman, are aiming to harness the reparative properties of stem cells to improve fracture repair in diabetic patients.

The researchers added human bone marrow stem cells from a non-diabetic donor to a bone fracture in laboratory pre-clinical studies. They found that stem cells healed the broken bone more efficiently than those that did not receive stem cells. In addition, the healed bones resulting from stem cell treatment were found to be significantly stronger and able to withstand more stress than those in the control group.

Dr Coleman and her group have developed a sensitive test to allow them to detect the location and number of the stem cells after they’ve been added; they report that the stem cells do not permanently integrate into the host tissue but instead produce signals that encourage the host’s own cells to heal the fracture more efficiently.

Dr Coleman has said, “this basic science study allows us to better understand the role of stem cells in fracture repair and potential use in treating diabetic patients.” Her future work will involve learning more about the role of stem cells in healing so that we can one day use them in the clinic.

“Stem cells represent an exciting potential for improving the treatment and lessening the pain and discomfort of diabetic people who break bones.” 

El CNIC halla cómo atenuar el papel de las células que aumentan el riesgo de osteoporosis

Un equipo de investigadores y científicos del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) ha anunciado, recientemente, haber descubierto cómo parar la actividad y atenuar el papel de las células denominadas “comedoras de huesos” y así “reducir el riesgo de padecer osteoporosis”.

En este sentido, este grupo de profesionales sostiene que ésta es una patología “que afecta a todos los huesos del esqueleto y está provocada por una disminución de la resistencia ósea”, lo que hace que los huesos “se vuelven más propensos a fracturarse de manera espontánea o después de un traumatismo mínimo”. Éste es un problema que padecen cada año millones de personas, cifra que “aumentará de manera espectacular en los próximos años debido al envejecimiento de la población”, explica.

Además, y aunque la osteoporosis “se ha considerado siempre más propia de mujeres postmenopáusicas”, este equipo de sanitarios del CNIC aclara que es una patología que afecta también a varones, y que “está asociada con un aumento en la diferenciación y activación de las células que degradan el hueso, los osteoclastos, lo cual provoca un aumento patológico de la tasa de reabsorción ósea”.

Apuesta por nuevas terapias en esta línea

Este conjunto de científicos liderado por la doctora Mercedes Ricote, que contó con los doctores M. Piedad Menéndez y Tamás Rőszer como principales autores, sostiene que el desarrollo de nuevas terapias capaces de disminuir la actividad de estas células “podría ser de gran utilidad para la prevención y tratamiento de la osteoporosis”. Precisamente, en esta línea trabajó en colaboración con otros grupos del mismo centro, y de Barcelona, Bélgica y Francia.

El Parlamento de Andalucía aprueba la ley que crea el primer comité regional con capacidad para informar sobre investigaciones con preembriones

El Parlamento de Andalucía ha aprobado hoy, con los votos a favor de PSOE e IU y la abstención del PP, la ley que regulará la creación del primer comité autonómico con plena capacidad para informar investigaciones con preembriones. Este nuevo texto normativo viene a modificar la Ley 7/2003 de 20 de octubre por la que se regula la investigación con preembriones humanos no viables para la fecundación in vitro y de la Ley 1/2007, de 16 de marzo, por la que se regula la investigación en reprogramación celular con finalidad exclusivamente terapéutica.

La consejera de Igualdad, Salud y Políticas Sociales, María José Sánchez Rubio, ha puesto en valor hoy en el pleno del Parlamento que “para esta reforma normativa ha sido fundamental la vasta experiencia que nos otorga el haber sido la primera Comunidad Autónoma en poner en marcha este tipo de investigación”. Además, ha querido agradecer “a todos los grupos parlamentarios y a las entidades que han colaborado, por el trabajo realizado, por la voluntad de diálogo y la capacidad de consenso demostrados en la tramitación de este Proyecto de Ley”.

El objetivo de esta ley es la creación del Comité Andaluz de Investigación con Muestras Biológicas de Origen Embrionario y otras Células Semejantes, un órgano único que viene a unificar los dos que hasta ahora se encargaban en Andalucía de evaluar los trabajos científicos con preembriones humanos sobrantes de técnicas de fecundación in vitro y aquellos otros vinculados a reprogramación celular con fines terapéuticos.

Con ello, los proyectos de investigación que sean valorados por el nuevo comité autonómico ya no tendrán que contar con el informe favorable de la Comisión Nacional de Garantías para la Donación y Utilización de Células y Tejidos Humanos, lo que permitirá agilizar los trámites para la autorización de trabajos científicos y otorgará a Andalucía autonomía en la toma de decisiones relativas a proyectos de investigación que usan muestras de este tipo.

Se trata del primer organismo autonómico en España que tendrá capacidad plena para evaluar y dar luz verde a este tipo de proyectos, por lo que las investigaciones que requieran de muestras biológicas de naturaleza embrionaria y otras células semejantes “sólo necesitarán el informe de este nuevo órgano colegiado”, ha informado la consejera del ramo.

Entre las funciones del nuevo comité destacan la evaluación de la idoneidad del equipo de investigación responsable del proyecto; velar por el cumplimiento de las garantías científicas, éticas y legales establecidas; y vigilar que se cumplan los protocolos establecidos para la trazabilidad de las muestras.

Los trabajos científicos con células madre embrionarias permiten el desarrollo de proyectos para avanzar en el conocimiento y tratamiento de enfermedades como la diabetes, lesiones medulares o diversos tipos de tumores, por ejemplo los de las leucemias en niños.

El Centro Andaluz de Biología patenta un sistema para generar células zombis

El grupo de investigación de José Antonio Sánchez Alcázar, del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo -centro mixto del CSIC, la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla y la Junta de Andalucía- ha patentado una composición y procedimiento para preservar y estabilizar células apoptóticas, un método que sirve para generar células zombis (células muertas pero que conservan ciertas características vitales). El trabajo de investigación que ha originado la patente ha sido publicado en Cell Death and Disease, según ha informado la Universidad Pablo de Olavide.


La apoptosis es un proceso de muerte controlado y fisiológicamente ventajoso ya que las células apoptóticas son eliminadas por fagocitosis antes de que se permeabilicen y liberen el contenido celular, y de esta forma previenen el daño a las células vecinas y la inducción de una respuesta inflamatoria. En el supuesto de no ser fagocitadas, las células apoptóticas sufren un proceso de necrosis secundaria con liberación de los componentes intracelulares citotóxicos y proinflamatorios. En esta invención, los investigadores presentan una metodología para conseguir la estabilización de células apoptóticas que garantizan su integridad temporal evitando que pasen a necrosis secundaria.

La estabilización y preservación de células apoptóticas tiene gran interés en diferentes aplicaciones. La utilización de la tecnología propuesta con esta invención permitirá estabilizar las células apoptóticas y de esta forma realizar una medida más fiable y exacta del número de células apoptóticas, pues la determinación de células en apoptosis se ve a menudo afectada porque en el proceso de manipulación de las células muchas de ellas entran en necrosis secundaria y por lo tanto las cuantificaciones no son exactas. La cuantificación de las células apoptóticas mediante kits diagnósticos es una técnica muy utilizada para evaluar los efectos citotóxicos de diferentes compuestos.

Otra de las ventajas de este método es que supone un mecanismo protector para minimizar los efectos secundarios derivados de tratamientos que busquen la muerte celular (terapia anticáncer), ya que la estabilización de las células apoptóticas y el retraso en su entrada en necrosis secundaria puede evitar los fenómenos tóxicos y proinflamatorios inducidos por la muerte celular. Las células apoptóticas son utilizadas también para diversas formas de terapia, fundamentalmente con el objetivo de desarrollar inmunotolerancia en los individuos receptores. La estabilización de las células apoptóticas mediante esta invención garantiza que las células apoptóticas inoculadas retengan sus típicas características hasta ser fagocitadas por los macrófagos. Las células apoptóticas estabilizadas pueden ser también utilizadas para el transporte de sustancias terapéuticas, como proteínas, con el objetivo de inducir inmunotolerancia o terapia de reemplazo proteico. 

**publicado en DIARIO DE CADIZ

Células reprogramadas para el infarto

Los cardiomiocitos son células del miocardio capaces de contraerse de forma espontánea e individual que hacen que el corazón lata

Los resultados de un trabajo que hoy se publica hoy en Nature podrían cambiar el escenario actual del tratamiento de millones de personas que padecen insuficiencia cardiaca. De acuerdo con el estudio, es posible reprogramar células cardiacas de ratones en cardiomiocitos funcionales -los cardiomiocitos son células del miocardio o músculo cardíaco capaces de contraerse de forma espontánea e individual que hacen que el corazón lata-.

Anteriormente, los científicos había logrado esta transformación en el laboratorio. Ahora, el equipo de Li Qian y Deepak Srivastava, de los Institutos Glasdtone de San Francisco (EE.UU.), han dado un paso más al obtener dicho cambio en animales vivos. Este hallazgo, según los autores del estudio podría ayudar a recuperar corazones dañados por un infarto de miocardio al convertir las células cardiacas dañadas por una lesión, en células capaces de hacer que el corazón bombea sangre de la forma correcta.

Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en el mundo. Además, cada año, los casi 14 millones de personas que sobreviven a un ataque al corazón viven con secuelas en su corazón, que muchas veces dificultad su vida diaria.

Después de un infarto, las células cardiacas quedan seriamente dañadas debido a la privación de oxígeno que se ha producido tras la lesión y no pueden funcionar correctamente, explica Srivastava. Hasta hace poco se pensaba que este daño no podría ser reparado; sin embargo Srivastava y sus colegas ya habían demostrado que era posible reprogramar estas células a través de tres factores de transcripción, que inducen la conversión de los fibroblastos cardiacos, que constituyen la mitad de las células del corazón de los mamíferos, a cardiomiocitos.

En el presente estudio, los investigadores han empleado el mismo método para reprogramar las células del corazón y han visto que funciona: las células dañadas de los ratones se convertían en cardiomiocitos.

Prueba de concepto

En su opinión, «estos experimentos en ratones son una prueba de concepto de que es posible reprogramar células no funcionales en otras que capaces de hacer latir al corazón y ofrecen una vía innovadora y menos invasiva para restaurar la función cardiaca después de un ataque al corazón».

Los resultados podrían tener un impacto significativo en pacientes de insuficiencia cardiaca, cuyo corazón dañado hacen que les sea difícil participar en actividades cotidianas, como subir un tramo de escaleras. «Esta investigación puede resultar en una alternativa para los trasplantes de corazón -debido a la limitación de donantes- ». Y aún más, destaca Qian: «poder reprogramar las células directamente en el corazón eliminaría la necesidad de implantar quirúrgicamente las células que se crearon en un laboratorio».

El siguiente paso será replicar estas experiencias y poner a prueba su seguridad en grandes mamíferos, como cerdos, antes de considerar los ensayos clínicos en seres humanos. «Esperamos que nuestra investigación siente las bases para iniciar la reparación cardíaca poco después de un ataque al corazón, tal vez, incluso cuando el paciente llega a urgencias», dice Srivastava.

En el futuro, los científicos esperan poder utilizar la reprogramación directa no sólo para tratar la insuficiencia cardíaca, sino también para las lesiones de la médula espinal y enfermedades devastadoras como el alzhéimer o el párkinson.

**Publicado en "ABC SALUD"

Stem Cells from Pelvic Bone May Preserve Heart Function

 Stem cells from the pelvic bone may help hearts beat stronger. Doctors and other clinicians at the Orlando Health Heart Institute are researching the use of stem cells from pelvic bone marrow to restore tissue and improve heart function after muscle damage from heart attacks.

"The thought is the body may use itself to heal itself," said Vijaykumar S. Kasi, MD, PhD, an interventional cardiologist, director, Cardiovascular Research, and principal investigator for the clinical trial at ORMC. "Because stem cells are immature cells they have the potential to develop into new blood vessels and preserve cardiac muscle cells. By infusing certain stem cells into the area of the heart muscle that has been damaged from a heart attack, tissue can be preserved and heart function restored."
The PreSERVE-AMI Study, sponsored by Amorcyte, LLC, a NeoStem, Inc. company (NYSE Amex: NBS), is for patients who have received a stent to open the blocked artery after a specific heart attack history (in part a ST-Segment Elevation Myocardial Infarction, or STEMI, a critical type of heart attack caused by a prolonged period of blocked blood supply, affecting a large area of the heart muscle and causing changes in the blood levels of key chemical markers). The study evaluates the effectiveness and safety of infusing stem cells collected from a patient's bone marrow into the artery in the heart that may have caused the heart attack. About 160 patients will participate in this national study at approximately 34 sites.
The infusion procedure begins with a catheter inserted through an incision in the groin. An X-ray camera is used to guide doctors in positioning the catheter in the heart artery where the stent was placed. A balloon is inflated within the stent and the infusion takes place in the area impacted by the heart attack. Because the study is randomized, double blinded and placebo controlled, patients are infused with either AMR-001, a cell therapy product composed of stem cells taken from one's own bone marrow, or a placebo (inactive substance).
Prior to the infusion, patients are screened using various assessments including an electrocardiogram, a cardiac MRI (magnetic resonance image) and a cardiac nuclear test. After the necessary screenings, patients have a mini-bone marrow procedure where the stem cells are "harvested" (removed) from the bone marrow in their pelvic bone, using a special needle. The stem cells are processed at Progenitor Cell Therapy, another NeoStem, Inc. company, in preparation for infusion. Patients who are randomized to placebo will have their bone marrow frozen and stored and available to them for clinical use, should they require bone marrow for any reason.
"We are excited to participate in innovative clinical trials as part of our continued efforts to play a vital role in future solutions to improve patient outcomes," said Dr. Kasi. "Heart disease remains the No.1 killer of men and women in our country." Effective treatment options are part of the medical journey to more heart healthy communities locally and globally.
"Severe heart failure, often the end result of large or multiple heart attacks, is a major health care challenge, impacting more than five million people in the United States and costing more than $35 billion annually," said Dr. Kasi. "Stem cell therapy is part of the movement from treatment to cure and has the potential to overcome limitations and expenses of heart transplants and offers hope for patients who are desperately praying for another chance at life."

**Published in "SCIENCE DAILY"

Red wine, fruit compound could help block fat cell formation

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Purdue Agricultural Communication photo/Tom Campbell

A compound found in red wine, grapes and other fruits, and similar in structure to resveratrol, is able to block cellular processes that allow fat cells to develop, opening a door to a potential method to control obesity, according to a Purdue University study. Kee-Hong Kim, an assistant professor of food science, and Jung Yeon Kwon, a graduate student in Kim's laboratory, reported in this week's issue of the Journal of Biological Chemistry that the compound piceatannol blocks an immature fat cell's ability to develop and grow.
While similar in structure to resveratrol -- the compound found in red wine, grapes and peanuts that is thought to combat cancer, heart disease and neurodegenerative diseases -- piceatannol might be an important weapon against obesity. Resveratrol is converted to piceatannol in humans after consumption.
"Piceatannol actually alters the timing of gene expressions, gene functions and insulin action during adipogenesis, the process in which early stage fat cells become mature fat cells," Kim said. "In the presence of piceatannol, you can see delay or complete inhibition of adipogenesis."
Over a period of 10 days or more, immature fat cells, called preadipocytes, go through several stages to become mature fat cells, or adipocytes.
"These precursor cells, even though they have not accumulated lipids, have the potential to become fat cells," Kim said. "We consider that adipogenesis is an important molecular target to delay or prevent fat cell accumulation and, hopefully, body fat mass gain."
Kim found that piceatannol binds to insulin receptors of immature fat cells in the first stage of adipogenesis, blocking insulin's ability to control cell cycles and activate genes that carry out further stages of fat cell formation. Piceatannol essentially blocks the pathways necessary for immature fat cells to mature and grow.
Piceatannol is one of several compounds being studied in Kim's laboratory for its health benefits, and it is also present in different amounts in red grape seeds and skin, blueberries, passion fruit, and other fruits.
Kim would like to confirm his current finding, which is based on a cell culture system, using an animal model of obesity. His future work would also include determining methods for protecting piceatannol from degrading so that concentrations large enough would be available in the bloodstream to stop adipogenesis or body fat gain.
"We need to work on improving the stability and solubility of piceatannol to create a biological effect," Kim said.

**Source: Purdue University