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Células madre y la reprogramación celular como la medicina regenerativa

La terapia con células madre y la investigación con células madre han sido un tema muy debatido en los últimos años. La mayoría de nosotros puede tener en general comprensión de la controversia, pero que pueden no ser conscientes de las cuestiones específicas que rodean terapia con células madre y su investigación. Un ensayo en un paciente con graves lesiones de la médula es el primero en probar una tratamiento que tiene un enorme potencial para curar la enfermedad y la discapacidad. Pero también muy controvertido y se considera poco ético entre los muchos grupos pro-vida cristiana y. La investigación en el campo de las células madre creció de resultados por el canadiense McCulloch científicos EA y E. James Hasta que en the1960s (1,2).

Tres tipos de células madre de mamíferos son los siguientes:

Embrionarias las células madre se aíslan de la masa celular interna del blastocisto. Un blastocisto es un embrión de la primera fase de aproximadamente cuatro a cinco días de edad en los seres humanos y el cruce de 50-150 células. Embrionarias Las células madre son pluipotent y dan lugar durante el desarrollo para todos los derivados de las tres capas germinales primarias: ectodermo, endodermo y mesodermo, En otras palabras, se pueden desarrollar en cada uno de los más de 200 tipos de células del cuerpo adulto cuando se les da la estimulación necesaria y suficiente para un tipo específico de célula. Que no contribuyen a las membranas extra-embrionarias o la placenta (3).

Adultos Las células madre que se encuentran en los tejidos adultos. Las células madre adultas se refiere a cualquier célula que se encuentra en el organismo desarrollado que tiene dos propiedades: la capacidad de dividirse y crear otro celular como ella misma y también se dividen y crean una célula más diferenciada que ella misma. Pluripotentes células madre adultas son raras y pequeñas en general, en varios tejidos incluyendo la sangre del cordón umbilical (3).

Fetal Las células madre son células primitivas que se encuentran los tipos en los órganos de los fetos. La clasificación de las células troncales embrionarias no está claro y este tipo de células madre es en la actualidad agrupan a menudo en adultos de células madre (3).

Potencia especifica el potencial de diferenciación (el potencial de diferenciarse en diferentes tipos de células) de las células madre. Totipotentes o madre omnipotente las células pueden diferenciarse en tipos de células embrionarias y extraembrionarias. Estas células pueden construir un organismo completo, viable. Estas células se producen a partir de la fusión de un óvulo y un espermatozoide. Las células producen por las primeras divisiones algunos de los huevos fertilizados son totipotentes. Las células madre pluripotenciales son los descendientes de las células pluripotentes y pueden diferenciarse en casi todas las células, es decir, las células derivadas de cualquiera de las capas germinales. . Las células madre multipotentes son parcialmente diferenciadas, de modo que puedan formar un número limitado de tipos de tejidos. Las células madre multipotentes se puede encontrar en el feto, en numerosas tejidos adultos y la sangre del cordón umbilical. Las células madre pueden convertirse en cualquier tejido del cuerpo, excepto la placenta. células pluripotentes embrionarias se originan como células masa interna dentro de blastocisto. Sólo el mórula de células son totipotentes, capaces de convertirse en todos los tejidos y una placenta (3).

Las células madre y células progenitoras en organismos adultos como acto de reparación sistema para el cuerpo, la reposición de células especializadas, sino también mantener la rotación normal de los órganos de regeneración, como la sangre, la piel o los tejidos intestinales. La investigación con células madre humanas es tanto una polémica, así como una tecnología de vanguardia. Los investigadores médicos creen que la terapia con células madre tiene el potencial de cambiar radicalmente el tratamiento de las enfermedades humanas. Un número de adultos terapias con células madre ya existentes, los trasplantes de médula ósea en particular que se utilizan para tratar la leucemia. Por un lado, promete revolucionar la medicina, mientras que por otro lado, se plantean una serie de cuestiones éticas. Una célula madre es capaz de transformarse en otros tipos de células, como células renales, las células del hígado, las células del corazón, etc Las células madre circulación y la función de reemplazar células disfuncionales, naturalmente, mantener una salud óptima.

Hay muchas ventajas y desventajas de terapia con células madre y la investigación.

Ventajas:

• Es proporciona beneficios médicos en el campo de la clonación terapéutica y la medicina regenerativa.
• Ofrece un gran potencial para el descubrimiento de tratamientos y curas para una gran cantidad de enfermedades incluyendo la enfermedad de Parkinson, la esquizofrenia, la enfermedad de Alzheimer, cáncer, lesiones de médula espinal, diabetes y muchos más.
• Miembros y órganos podrían ser cultivadas en un laboratorio de las células madre y luego se utilizan en trasplantes o para ayudar a tratar enfermedades.
• Se ayudará a los científicos para aprender sobre el crecimiento humano y desarrollo de las células.
• Los científicos y médicos será capaz de probar millones de posibles fármacos y medicamentos, sin el uso de animales o probadores humanos. Esto requiere un proceso de simulación del efecto de la droga tiene en una población específica de las células. Esto le dirá si el fármaco es útil o tiene algún problema.
• investigación con células madre también se beneficia el estudio de las etapas de desarrollo que no pueden ser estudiados directamente en un embrión humano, que a veces están vinculados a las principales consecuencias clínicas, tales como defectos de nacimiento, abortos e infertilidad. Una comprensión más integral del desarrollo normal en última instancia, permitirá la prevención o el tratamiento de desarrollo humano anormal.
• Que es la clave para revertir los efectos del envejecimiento y la prolongación de nuestras vidas. investigación con células madre ya ha encontrado muchos tratamientos que ayudan a lento el proceso de envejecimiento, y un bono de proseguir la investigación con células madre es una posible "cura" para el proceso de envejecimiento.
• El uso de células madre adultas para tratar la enfermedad es que un las células del propio paciente podrían ser utilizados para tratar a un paciente. Riesgos sería muy reducido porque los cuerpos de los pacientes no rechazar sus propias células.
• Una ventaja de utilizar madre embrionarias células es que pueden convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo, y luego puede ser más versátiles que las células madre adultas.

Desventajas:

• La uso de células madre embrionarias para la investigación implica la destrucción de blastocistos formados a partir fertilizado en laboratorio óvulos humanos. Para aquellas personas que creen que la vida comienza en la concepción, el blastocisto es una vida humana y destruir es inmoral e inaceptable.
• Al igual que cualquier otra nueva tecnología, también es completamente desconocido lo que los efectos a largo plazo de tal injerencia con la naturaleza podría materializarse.
• Las células madre embrionarias no puede ser la solución para todas las dolencias.
• Según una investigación nueva terapia con células madre se utilizan en las enfermedades del corazón pacientes. Se encontró que pueda hacer sus arterias coronarias se estrechan.
• Una desventaja de la mayoría de las células madre adultas es que son pre-especializados, por ejemplo, la madre de la sangre células que sólo la sangre y el cerebro las células madre que sólo las células del cerebro.
• Una desventaja de las células madre embrionarias es que se derivan de embriones que no son los pacientes y, el cuerpo del paciente puede rechazarlas.

Los resultados del procedimiento, llevado a cabo por la compañía de EE.UU. de financiación privada Geron, será esperado con impaciencia por los médicos de todo el y los científicos que trabajan en la medicina regenerativa. Si un éxito, podría ser el catalizador para abrir los tratamientos se derivan de daño en los nervios, la enfermedad de Alzheimer a la diabetes. El profesor Chris Mason, un experto en medicina regenerativa en el University College de Londres, dijo que marcó el inicio de la "edad de células madre". También dijo que este ensayo clínico fundamental es un aumento de moral importante para los científicos, los médicos y la mayoría de los pacientes por fin comienza la transformación de las células madre a partir de una curiosidad científica en la atención avanzada.

Millones de Las células madre embrionarias, que provienen de embriones humanos sobrantes de tratamientos de fertilidad, se inyectan en la zona dañada. La esperanza es que viajará a la sede del tejido dañado y ayudar a regenerar el tejido. Thomas Okarma, presidente ejecutivo de Geron, dijo que es un hito en el ámbito del desarrollo de terapias basadas en células madre embrionarias.

Embrionarias Las células madre son células maestras que se encuentran en los embriones humanos, que dan lugar a más de 200 tipos especializados de tejido en el cuerpo adulto, y puede cultivarse en cualquier tipo de tejido para reemplazar las células dañadas por una lesión o enfermedad. El uso de células madre embrionarias es controvertido porque deben ser cosechadas a partir de embriones humanos que son destruidos en el proceso. Esto ha suscitado objeción moral de los que creen que los embriones tienen el mismo derecho que los seres humanos y ver el tratamiento tan poco ético. Después de mucho tiempo los investigadores pasado han demostrado que pueden hacer células madre embrionarias humanas (hESCs) sin destruir embriones. Esto puede se redonda algunas objeciones morales a la investigación con embriones, pero lo más importante que ha sacado a la luz una sustancia que debe ayudar a los investigadores de células madre de células mejorar su arte (4). Que la sustancia es laminina – una proteína que se encuentra en la membrana basal subyacente capas de la piel. Se hizo toda la diferencia para trabajar por Lanza y su equipo de Advanced Cell Technology, una empresa en Worcester, Massachusetts, quien informó de la creación de hESCs de embriones humanos sin destruirlos. Lanza demostrado que hESCs podría generarse a partir de blastómeros, pero ninguno de los embriones él lo tomó de sobrevivido. Además, sólo el 2 por ciento de su blastómeras generados hESCs, número tan grande de los embriones eran necesarias. Pero cuando la laminina se ha añadido a los platos en los que los embriones se cultivaron, la mayoría de ellos sobrevivieron la eliminación de los blastómeros, y de 20 a 50 por ciento de los blastómeros pasó a generar hESCs-sobre el mismo éxito raras como la hora de tomar hESCs directamente a partir de embriones. Laminine parece que deja de recién extraído blastómeros se conviertan en células trophectoderm inútil de la que la placenta se origina, y en lugar de los alienta a convertirse en hESCs.

Las nuevas técnicas de eludir un control de carretera a la producción de líneas de células madre embrionarias como las células de tejidos adultos. Estas líneas de células reprogramadas debería ser mucho más seguro utilizar para la terapia. descubrimiento sorprendente Shinya Yamanaka (5) que las células de tejidos diferenciados pueden ser reprogramadas en células madre pluripotentes inducidas (iPS) a las células-células que potencialmente pueden diferenciarse en cualquier tipo celular ha transformado la investigación en biología de células madre y medicina regenerativa. la expresión transgénica de apenas cuatro factores de transcripción definido (c-Myc, Klf4, Oct4 y Sox2) es suficiente para reprogramar las células somáticas de un virus-estado pluripotente libre la integración de los genes de reprogramación, seguida de su eliminación. Woltjen et al (6) y Kaji et al (7) tecnologías combinadas de gran alcance, desarrollado de forma independiente, para superar muchas de las dificultades otros encontrados en el intento de reprogramación libre de virus. Estos grupos también hicieron uso de la secuencia viral derivado 2A-péptidos para crear vectores múltiples de expresión de proteínas incorporando la totalidad de la reprogramación genes. En lugar de los retrovirus o plásmidos, sin embargo, usaron el transposón cuestas sistema de transposasa gen de la entrega. Este vector se puede integrar fácilmente en el genoma. Pero lo más importante, el ADN integrado también puede ser eliminado del genoma a través de la expresión transitoria de la enzima transposasa-de una manera altamente eficaz y sin fisuras, sin dejar rastro de la integración en el genoma de las células iPS. El uso del péptido 2A es crucial, no sólo porque permite la entrega de todos los genes necesarios reprogramación en una sola construcción, sino también porque hace completa la escisión de la extranjera construye mucho más fácil (6,7)

Vierbuchen et al (8) mantener el ritmo de la investigación mediante la descripción de una innovación potencial para la generación de enfermedades específicas y los tejidos del paciente-específica del sistema nervioso central (SNC) que no se basa en células madre. La ruta a un posible tratamiento de medicina regenerativa basada en los trastornos del SNC, tales como la epilepsia, accidente cerebrovascular y la enfermedad de Parkinson puede haber tomado otro giro inesperado. Ellos reportaron que los fibroblastos de ratón y humanas pueden ser reprogramadas a un estado pluripotente, con una combinación de cuatro factores de transcripción. A partir de un grupo de 19 genes candidatos, ellos (8) identificaron una combinación de los tres factores, AscI1, Brn2 y Myt1I, que son suficientes para convertir con rapidez y eficiencia de embriones de ratón fibroblastos y postnatal en neuronas funcionales in vitro. Estos neuronal inducida (en) las células expresan varias proteínas específicas de neuronas, generar potenciales de acción y forman sinapsis funcionales.

Como es el caso de las células madre derivadas de embriones, la aplicación de reprogramar humanos células madre pluripotentes inducidas está limitado por nuestra comprensión de la especificación de linaje. Aquí Bhatia (9) demostraron la capacidad de generar progenitores y las células maduras de la suerte hematopoyética directamente de fibroblastos dérmicos humanos sin establecer pluripotencialidad. Ectópico expresión de 4 de octubre (también llamado POU5F1) activado por factores de transcripción hematopoyética, junto con el tratamiento de citoquinas específicas, permite la generación de células que expresan el marcador CD45 pan-leucocitario. Estas células único derivado de fibroblastos-dio lugar a, monocítica, eritroide y megacariocítica linajes granulocítica, y demostró la capacidad de injerto vivo. Ellos (9) señaló que los programas de adultos hematopoyéticas se activan, en consonancia con pasar por el estado pluripotente para generar el destino de sangre: este es distinta de la hematopoyesis afectan a las células madre pluripotentes, donde los programas se activan embrionarias. Estos hallazgos demostrado la restauración de multipotencia a partir de fibroblastos humanos, y sugirió un enfoque alternativo para la reprogramación celular autóloga para las terapias de reemplazo celular que evita complicaciones asociadas con el uso de células madre pluripotentes.

Los científicos han inducido a la piel humana adulta en la producción de sangre, un avance que podría ofrecer una fuente alternativa de el líquido vital para los pacientes con cáncer o aquellos sometidos a cirugía. Es más, el procedimiento es simple: no hay necesidad de convertir primero las células de la piel (que en realidad ofrecen los diferentes tipos de células), un paso que es esencial para otros procesos (9).

Los científicos, dirigidos por Mickie Bhatia, director de la madre de McMaster Celular y Cáncer del Instituto de Investigación en la Michael G. DeGroote de la Facultad de Medicina, y autor principal del estudio, encontró que una proteína denominada Oct4 se puede reprogramar la piel las células madre obtenidas de un parche de piel humana en sangre sin tener que recurrir a cualquier pasos intermedios. Asimismo, el proceso de refinado mediante la adición de varios otros factores de crecimiento, que mejoran la eficiencia (9). Normalmente, la sangre se producen en la médula ósea. Para los científicos y aplicaciones terapéuticas, en los últimos tiempos, las células de la sangre también han sido recogidos en las conservas cordones umbilicales y las placentas. Esto ha dado lugar a toda una nueva industria que trabaja para la preservación sangre del cordón umbilical para uso futuro. Bhatia espera que los ensayos clínicos se iniciarán en 2012.

Las células madre más eficaces son las células madre embrionarias que, como su nombre indica, se derivan a partir de embriones humanos. Aparte de las cuestiones éticas, existe la preocupación de que las células biológicas podría ser rechazada cuando se trasplantan en un adulto y que su fuente es limitada.   En verdad, la controversia sobre la investigación con células reprogramación seguirá rabia furiosa. Esperamos que haya alguna innovación novela científica de la reprogramación de células humanas en el futuro, podría aplicarse con gran rapidez a la creación de células específicas de la enfermedad para el modelado de la enfermedad y el descubrimiento de fármacos regenerativa, y para entender los mecanismos genéticos y epigenéticos que determinan el destino celular.

Referencias:

1. Becker EA AJ, McCulloch, hasta que JE, Nature, 197:452-454 (1963).
2. L Siminovitch, EA McCulloch, hasta que JE, J.Cell.Comp.Physiol, 62: 327-336 (1963).
3. href = "http://en.wikipedia.org/wiki/Stem_cell_research"> http://en.wikipedia.org/wiki/Stem_cell_research
4. Coghlan. Una. NewScientist, 19 de enero de 2008
5. Takahashi, K y Yamanaka, S. de la célula, 126:663-676 (2006).
6. Woltjen, K et al. Naturaleza, 458: 766-770 (2009).
7. Kaji, K et al. Naturaleza, 458: 771-775 (2009).
8. Vierbuchen, T et al. Naturaleza, 463: 1035 / 41 (2010).
9. Szabo, E. et al. Naturaleza, 468: 521 hasta 526 (2010).

About the Author

I was born in Kolkata, Qualified Ph.D on 1989 from Calcutta University (Spl. Endocrinology), acquired research experience of more than 22 years with publications of around 29 papers in various national / international journals , acquired teaching experience of more than 15 years, acquired experience of writing biology text book under ISC course which is currently under Cambridge press (Kolkata) for publication. Awarded Sangit Prabhakar and Prayag Sangit Samiti in Indian Classical music.  Awarded certificate of appreciation – Celebrations of the centenary of Ramkrishna Mission & of Swamy Vivekananda’s historic return from west in 1897 as well as of 66th foundation day of the pratisthan.  Ramakrishna Mission Seva Pratisthan (Kol-India), expressed its participation of my contribution to the success of the seminar in 1997. 

Yaadgaar(1970)Mor Madar ke thaap: A Collection of poems !