Experimental Regenerative Medicine Therapies for Heart Diseases

21 07 2014

Stem Cell Expert Explains How Experimental Regenerative Medicine Therapies Can Regrow Damaged Heart Muscle.

 

Stem cell therapy for cardiovascular disease isn’t a medical pipe dream – it’s a reality today, although patients need to better understand the complex science behind these experimental treatments, according to the chief of Cardiology for the Cedars-Sinai Heart Institute.

In a 17-minute TEDxGrandForks talk now available on YouTube.com, Timothy D. Henry, MD, known for his innovative work in developing stem cell treatments for advanced heart disease patients, said he understands why so many are confused about the latest scientific findings.

 

Most people today “get our information from sound bites,” and the issues surrounding stem cells are too complex to be fully explained in a single catchy phrase, Henry said, adding, “We have far too much controversy about stem cells and far too much hype.

“Stem cell science has become “a political dividing line” with many opposing research into stem cells derived from human embryos, Henry said. However, he said, today’s leading-edge clinical research focuses on stem cells derived from adults that can be scientifically programmed to become a specialized cell, such as a heart cell or a brain cell, thereby avoiding the ethical questions involved in embryonic research.

“Very few of the cells we give actually become muscle or actually become blood vessels,” Henry said. “What they do … is increase growth factors” and encourage natural cells in the body to generate new, healthy tissue.”

The Cedars-Sinai Heart Institute, directed by Eduardo Marbàn, MD, PhD, is a world leader in studying the use of stem cells to regenerate heart muscle in patients who have had heart attacks. In 2009, Cedars-Sinai physicians conducted the first infusion of stem cells into heart attack patients, using stem cells grown from the patients’ own heart tissue. The resulting study, published in February 2012 in The Lancet, showed that patients who underwent the stem cell procedure experienced a significant reduction in the size of the scar left behind by a heart attack. Patients also experienced a sizable increase in healthy heart muscle following the experimental stem cell treatments.

Currently, Henry is co-directing a new stem cell study with Raj Makkar, MD, director of Interventional Cardiology. The national trial, called ALLSTAR, uses heart cells from unrelated donors in an effort to reverse lasting tissue damage after a heart attack.

During his talk, Henry also expressed concern for patients who might be taken advantage of by unscrupulous clinics outside of the United States that offer stem cell “cures” for everything from neurological diseases to baldness. Patients also need to understand that stem cell science has a long way to go before regenerative medicine treatments are widely available.

“We have made major progress in the past 20 years but we still have needs,” Henry said, particularly for advanced heart disease patients whose only hope is a transplant or a mechanical pumping device. “What we need to do is very well-designed studies that actually teach us something and take us to the next step. …There are significant challenges, but we can meet them.”

 

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Cedars-sinai.edu [en línea] Los Angeles, CA (USA): cedars-sinai.edu 21 de julio de 2014 [ref. 17 de junio de 2014] Disponible en Internet: http://www.cedars-sinai.edu/About-Us/News/News-Releases-2014/Stem-Cell-Expert-Explains-How-Experimental-Regenerative-Medicine-Therapies-Can-Regrow-Damaged-Heart-Muscle.aspx



Avances con células madre

8 05 2014

El Centro de Terapia Regenerativa Celular, en sus tres años de existencia, se ha tratado exitosamente un centenar de pacientes con lesiones rebeldes a tratamientos convencionales.

En febrero pasado, el tenista español Rafael Nadal declaró que por primera vez en dos años no tenía dolor en sus rodillas. Ese gran avance en su salud y calidad de vida se debía a que fue sometido a un tratamiento con células madre, el que le permitió afrontar con entusiasmo la temporada. En la anterior, en cambio, jugó buena parte de sus partidos con antiinflamatorios: Este tratamiento es la esperanza para muchas personas con distintas dolencias rebeldes a tratamientos convencionales.

 

En Chile se realiza hace tres años en el Centro de Terapia Regenerativa Celular de Clínica Las Condes, donde más de 100 pacientes han sido beneficiados, algunos de ellos provenientes de Estados Unidos y Latinoamérica.

 

Este centro, único en su tipo en Sudamérica y uno de los pocos en el mundo, fue creado como un proyecto Corfo Innova, pero en junio pasado se transformó en un centro formal. Allí se utiliza la tecnología en la que se extraen células madre mesenquimáticas del paciente y luego de ser cultivadas durante tres semanas, son aplicadas directamente en lesiones.

 

Entre las lesiones, se encuentran las de cartílago, traumas raquimedulares, lesiones medulares y lumbares, artrosis moderadas y fístulas colorrectales.

 

Según su director, doctor Rodrigo Mardones, los resultados han sido “más importantes de lo que esperábamos”, pero aun así, se trata sólo de un comienzo auspicioso, ya que “hay todo un espectro por descubrir”, dice. Respecto de los pacientes que han sido tratados en Clínica Las Condes, el 95% de los que presentaban lesiones de cartílagos se recuperaron.

 

“Se trata de una técnica aceptada por la Sociedad Internacional de Terapia Celular e incorporada como herramienta terapéutica por todo el equipo de Rodilla”, agrega el especialista.

 

Además, en el centro se inició un protocolo para utilizar células madre en trauma raquimedular, es decir, lesiones de columna con un grado de plejia. “El doctor Andrés Chahin manejó un protocolo de lesiones cervicales y lumbares y se trató a 20 pacientes. Todos ellos han referido un avance desde el punto de vista subjetivo, pero en mediciones específicas, todos los con lesiones cervicales mejoraron”.

 

Paralelamente, añade, se han hecho algunos tratamientos no tan estandarizados de cartílago, artrosis y trauma raquimedular en lesiones más específicas y menos frecuentes sobre todo en pacientes neurológicos con algún daño crónico. “El último protocolo que lanzamos fue para pacientes con fístula colorrectal”.

 

 

Tratamiento para el mal de Crohn

 

El doctor Claudio Wainstein, quien maneja el protocolo para pacientes con fístula colorrectal en la clínica, visitó el año pasado dos centros que tienen la mayor experiencia en Europa en el uso de terapia celular en fístulas complejas y enfermedad de Crohn: el Hospital de La Paz en Madrid y el Hospital Virgen del Rocío en Sevilla.

 

“Allí participamos en cirugías y pudimos recabar información. De regreso a Chile, se definió un protocolo de tratamiento usando las técnicas aprendidas en España para el tratamiento de nuestros pacientes”, señala el doctor Wainstein, quien plantea además que hasta la fecha tienen cinco pacientes portadores de enfermedad inflamatoria intestinal (cuatro con enfermedad de Crohn y uno con colitis ulcerosa) tratados con esta técnica.

 

“En todos ellos, el procedimiento ha sido exitoso, lográndose el cierre de las fístulas. Es importante hacer notar que es necesario un seguimiento a largo plazo en todos los pacientes para confirmar la curación”, puntualiza y señala que los resultados obtenidos con esta técnica han mostrado ser superiores y con menor porcentaje de complicaciones que el tratamiento quirúrgico convencional.

 

 

Clinicalascondes.cl [en línea] Santiago (CL): clinicalascondes.cl, 9 de mayo de 2014 [ref. 29 de abril de 2014] Disponible en Internet: http://www.clinicalascondes.cl/NOTICIAS/Avances-con-celulas-madre.aspx



Creado Hígado humano a partir de células madre pluripotentes

11 07 2013

Científicos japoneses han desarrollado por primera vez un hígado humano funcional a partir de células madre derivadas de la piel y la sangre, lo que marca un camino para el desarrollo de órganos muy necesarios para trasplantes, como el hígado, que podrían hacerse en un laboratorio.

Induced pluripotent stem cells could be a useful source of human organs such as livers. STEVE GSCHMEISSNER/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Induced pluripotent stem cells could be a useful source of human organs such as livers.
STEVE GSCHMEISSNER/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Aunque que podría tardarse otros diez años en conseguir que hígados cultivados en laboratorio puedan usarse para tratar a los pacientes, los científicos japoneses aseguran que ahora tienen una prueba importante del concepto que allana el camino para experimentos más ambiciosos sobre el desarrollo de órganos en laboratorio.

“La promesa de un hígado disponible para trasplante parece mucho más cerca de lo que se podía esperar hace apenas un año”, ha señalado Dusko Illic, experto en células madre del King College de Londres, que no ha participado directamente en la investigación, pero ha elogiado a su éxito.

En este sentido, admite que, aunque la técnica parece “muy prometedora” y representa un gran paso adelante, “hay mucho por investigar y pasarán años antes de que pueda ser aplicada en la medicina regenerativa”.

Un equipo japonés de la Ciudad Escuela de Medicina de la Universidad de Yokohama en Japón ha utilizado las células iPS para desarrollar tres tipos de células diferentes que normalmente se combinan en la formación natural de un hígado humano en un embrión en desarrollo (endodermo células hepáticas, células madre mesenquimales y células endoteliales) y las combinaron entre sí para ver si conseguían que se produjera un crecimiento.

Descubrieron así que las células no crecieron sino que comenzaron a formar estructuras tridimensionales que llamaron “brotes de hígado”, que constituían una colección de células hepáticas con el potencial de convertirse en un órgano completo.

Cuando las trasplantaron en ratones, los investigadores comprobaron  que estos “brotes” de hígado humano maduraron, los vasos sanguíneos humanos se conectaron a los vasos sanguíneos del ratón huésped y comenzaron a realizar muchas de las funciones de las células hepáticas humanas maduras.

“Hasta donde sabemos, éste es el primer trabajo que demuestra la generación de un órgano humano funcional a partir de células madre pluripotentes”, han destacado los investigadores en la revista ‘Nature‘.

Investigadores de todo el mundo han estado estudiando las células madre de varias fuentes durante más de una década con la esperanza de capitalizar su capacidad de transformarse en una amplia variedad de otros tipos de células para tratar diversas enfermedades.

Hay dos tipos principales de células madre: las células madre embrionarias, que se consiguen a partir de embriones, y las células reprogramadas o células madre pluripotentes inducidas (iPS), que se obtienen sobre todo de la piel o de sangre.

 

DESARROLLAR NUEVOS FÁRMACOS

La grave escasez de donantes de órganos para el tratamiento de pacientes con fallos en el hígado, los riñones, el corazón y otros órganos afectan a muchos países, por lo que los científicos están muy concienciados de la necesidad de encontrar nuevas formas de obtención de órganos para trasplante, independientes de la donación.

Malcolm Allison, experto en células madre en la Universidad Queen Mary de Londres, que no ha participado en la investigación, explica que los resultados del estudio ofrecen “la clara posibilidad de ser capaz de crear mini-hígados a partir de las células de la piel de un paciente con insuficiencia hepática” y trasplantarlas para impulsar el órgano que falla.

Takanori Takebe, quien ha dirigido el estudio, ha explicado en una teleconferencia que está tan animado por el éxito de este trabajo que planea una investigación similar en otros órganos, como el páncreas y los pulmones.

Un equipo de investigadores estadounidenses, dijo en abril que habían creado un riñón de rata en un laboratorio que era capaz de funcionar como uno natural, pero su método utiliza una estructura de “andamiaje” de un riñón para construir un nuevo órgano.

Y en mayo del año pasado, investigadores británicos dijeron que se habían convertido las células de la piel a golpear el tejido del corazón que algún día podría ser capaz de ser utilizado para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca.

Que esos hígados y otros órganos puedan un día ser desarrollados a partir de células iPS es una posibilidad “emocionante”, dijo Matthew Smalley, del Instituto de Investigación de la Universidad de Cardiff European Cancer Stem Cell. “Este estudio encierra una promesa real para un enfoque alternativo viable para el trasplante de órganos humanos”, dijo.

Chris Mason, experto en medicina regenerativa de la Universidad College de Londres, ha explicado que el mayor impacto de estos “brotes” de células iPS de hígado podría estar en su uso para mejorar el desarrollo de fármacos.

“En la actualidad para estudiar el metabolismo y toxicología de los potenciales nuevos fármacos se utilizan las células del hígado de cadáver humano, y desafortunadamente, estos sólo están disponibles en cantidades muy limitadas”, ha apostillado.

La promesa de este nuevo estudio es que los ratones trasplantados con células iPS de brotes hepáticos humanos podrían utilizarse para probar nuevos medicamentos para ver cómo el hígado humano sería hacer frente a ellos y si puede tener efectos secundarios como la toxicidad hepática.

 

 

Europapress.es [en línea] Londres (UK): europapress.es, 11 de julio de 2013 [ref. 03 de julio de 2013] Disponible en Internet: http://www.europapress.es/salud/salud-bienestar/noticia-cientificos-japoneses-crean-higado-humano-partir-celulas-madre-piel-sangre-20130703194312.html



Células madre modificadas efectivas en enfermedad respiratoria aguda

24 06 2013

 

Investigadores del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL) y del Vall d’Hebron Instituto de Investigación (VHIR) han demostrado que la administración de células madre mesenquimales modificadas genéticamente regenera el tejido pulmonar y para el proceso inflamatorio en ratones con lesión pulmonar aguda.

El investigador Josep Maria Aran

El investigador Josep Maria Aran

 

Los resultados del estudio se han publicado en la revista American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology.

 

 

 

 

Lesión pulmonar aguda

La lesión pulmonar aguda y su manifestación más severa, el síndrome de distrés respiratorio agudo, se caracterizan por ser procesos inflamatorios muy graves que dañan los pulmones con una mortalidad de entre el 40% y el 50%. Actualmente no existe ningún tratamiento eficaz más allá de los cuidados paliativos y la ayuda mecánica a la respiración.

“Desde hace unos años se trabaja en la administración de células madre mesenquimales humanas procedentes de tejido adiposo obtenido de liposucciones en diferentes patologías”, ha explicado el investigador del grupo de Genética Molecular Humana del IDIBELL, Josep Maria Aran. “Nosotros hemos comprobado que estas células madre son capaces de llegar fácilmente a los pulmones y allí secretan sustancias antiinflamatorias y factores de crecimiento”.

 

Señal de alarma

Los estudios realizados hasta ahora con estas células han demostrado un efecto positivo. Los investigadores del IDIBELL y del VHIR han introducido una modificación genética en estas células que mejora el tratamiento.

La citoquina IL33 es una proteína que actúa como señal de alarma en estos pacientes. Cuando se inicia el daño a los pulmones, las células secretan esta sustancia que es altamente proinflamatoria y provoca una respuesta muy fuerte del sistema inmunitario.

“Pensamos”, explica Aran, “que si modificábamos genéticamente las células madre mesenquimales para que secreten una molécula antagonista de IL-33 se podría detener el proceso inflamatorio y vimos que, en ratones, el efecto era más positivo que con las células sin modificar: hay regeneración del tejido pulmonar y prácticamente anula el proceso inflamatorio en los pulmones”.

 

El IDIBELL ha firmado un acuerdo de licencia con la empresa vasca Histocell sobre esta modificación genética y actualmente ya están trabajando para que este “medicamento inteligente” pueda llegar a la fase clínica y probarlo con pacientes.

 

Referencia del artículo

Martínez-González I, Roca O, Masclans JR, Moreno R, Salcedo MT, Baekelandt V, Cruz MJ, Rello J,  and Aran JM. Human Mesenchymal Stem Cells Overexpressing the IL-33 Antagonist sST2 Attenuate Endotoxin-Induced Acute Lung Injury. Am J Respir Cell Mol Biol. 2013 May 8 [Epub ahead of print] PMID: 23656573.

 

 

Idibell.cat [en línea] Barcelona (ESP): idibell.cat, 24 de junio de 2013 [ref. 13 de junio de 2013] Disponible en Internet: http://www.idibell.cat/modul/noticias/es/575/celulas-madre-modificadas-geneticamente-son-efectivas-contra-enfermedades-respiratorias-agudas



First Successful Transplantation of a Synthetic Tissue Engineered Windpipe

11 03 2013

For the first time in history, a patient has been given a new trachea made from a synthetic scaffold seeded with his own stem cells.

 

The operation was performed on June 9th 2011 at Karolinska University Hospital in Huddinge, Stockholm, by Professor Paolo Macchiarini, of Karolinska University Hospital and Karolinska Institutet, and colleagues.

Professor Macchiarini led an international team including professor Alexander Seifalian from UCL (University College London, UK) who designed and built the nanocomposite tracheal scaffold and Harvard Bioscience (Boston, USA) who produced a specifically designed bioreactor used to seed the scaffold with the patient´s own stem cells. The cells were grown on the scaffold inside the bioreactor for two days before transplantation to the patient. Because the cells used to regenerate the trachea were the patient’s own, there has been no rejection of the transplant and the patient is not taking immunosuppressive drugs.

The patient had been suffering from late stage tracheal cancer. Despite maximum treatment with radiation therapy, the tumor had reached approximately 6 cm in length and was extending to the main bronchus. It was progressing and almost completely blocked the trachea. Since no suitable donor windpipe was available, the transplantation of the synthetic tissue engineered trachea was performed as the last possible option for the patient, referred by Professor Tomas Gudbjartsson of Landspitali University Hospital (Iceland) who was also part of the surgical team.

The successful transplantation of tissue engineered synthetic organs, referred to as regenerative medicine, could open new and very promising therapeutic possibilities for the thousands of patients who suffer from tracheal cancer or other conditions that destroy, block or constrict the airway.

 

Professor Macchiarini has previously performed successful transplants of tissue engineered tracheas, but on those occasions the tracheas used were taken from organ donors and then reseeded with the patient’s own stem cells.

 

Transplantations of tissue engineered windpipes with synthetic scaffolds in combination with the patient’s own stem cells as a standard procedure, means that patients will not have to wait for a suitable donor organ. This would be a substantial benefit for patients since they could benefit from earlier surgery and have a greater chance of cure. In addition to treating adult patients; tissue engineered synthetic trachea transplants would, not least, be of great value for children, since the availability of donor tracheas is much lower than for adult patients.

 

 

Karolinska.se [en línea] Estocolomo (SUE): karolinska.se, 11 de marzo de 2013 [ref. 25 de noviembre de 2011] Disponible en Internet: http://www.karolinska.se/en/om/press-nyheter/nyhetslista/first-successful-transplantation-of-a-synthetic-tissue-engineered-windpipe-/

 



Regeneran tejido del tiroides con células madre embrionarias de ratones

28 02 2013

A partir de células pluripotentes de embriones de roedores, un equipo científico ha logrado crear in vitro folículos tiroideos que, una vez trasplantados, han demostrado ser funcionales. Los resultados, publicados en Nature, podrán servir para aplicar la medicina regenerativa al tratamiento del hipotiroidismo.

 

Tinción de yodo (verde) expresado por los folículos tiroideos obtenidos in vitro a partir de células madre embrionarias de ratón. Imagen: S. Costagliola

Tinción de yodo (verde) expresado por los folículos tiroideos obtenidos in vitro a partir de células madre embrionarias de ratón. Imagen: S. Costagliola

Un grupo de investigadores de centros belgas y estadounidenses ha logrado por primera vez convertir células madre embrionarias de ratones en células del tiroides y formar con ellas tejidos que, una vez trasplantados en roedores, fueron capaces de cumplir su misión de regular los niveles hormonales del animal.

Lo más relevante del estudio es que “las células foliculares derivadas de las células madre embrionarias generaron tejido del tiroides capaz de recuperar los déficits hormonales de los animales”.

Se abre así una vía a la aplicación de tecnologías basadas en células madre para tratar el hipotiroidismo –la enfermedad endocrina congénita más común en humanos, que afecta a uno de cada 2.000 recién nacidos–, un área de estudio que, hasta el momento, ha recibido poca atención por parte de la medicina regenerativa.

La principal función de la glándula tiroidea es metabolizar yodo sintetizando hormonas que regulan el crecimiento, desarrollo y metabolismo de casi todos los tejidos.

En el caso de los mamíferos, esta glándula se compone de dos tipos de células endocrinas: las células foliculares tiroideas –que segregan dos hormonas, la tiroxina y la triyodotironina– y las células C, que segregan calcitonina.

Sabine Costagliola, de la Universidad Libre de Bruselas, y sus colegas crearon un protocolo con el que generar células foliculares del tiroides a partir de células madre embrionarias, gracias a la sobreexpresión de solo dos factores de transcripción –proteínas que participan en la expresión de los genes–.

En el paso siguiente aplicaron a las nuevas células foliculares un tratamiento con hormona tirotrofina –un fármaco utilizado para tratar el cáncer de tiroides–. La tirotrofina estimuló a las células a formar tejidos tridimensionales, es decir, se obtuvieron folículos creados in vitro.

Por último, cuando se trasplantaron los folículos en ratones con hipotiroidismo, los animales recuperaron sus niveles hormonales, lo que implica que los tejidos tiroideos derivados de las células madre cumplieron con su función.

 

Referencia bibliográfica:

Francesco Antonica, Dominika Figini Kasprzyk, Robert Opitz, Michelina Iacovino, Xiao-Hui Liao, Alexandra Mihaela Dumitrescu, Samuel Refetoff, Kathelijne Peremans, Mario Manto, Michael Kyba, Sabine Costagliola. “Generation of functional thyroid from embryonic stem cells”. Nature. doi:10.1038/nature11525. Vol. 490. 10 de octubre de 2012.

 

 

Agenciasinc.es [en línea] Madrid (ESP): agenciasinc.es, 28 de febrero de 2013 [ref. 10 de octubre de 2012] Disponible en Internet: http://www.agenciasinc.es/Noticias/Regeneran-tejido-del-tiroides-con-celulas-madre-embrionarias-de-ratones