Por primera vez, un equipo de investigadores en China ha podido revertir la diabetes tipo 1 al convertir las células grasas de una mujer en células productoras de insulina. Dirigido por el Dr. Hongkui Ding del Centro de Ciencias de la Vida Beijing Tsinghua de la Universidad de Pekín, se dice que el equipo creó nuevas células pancreáticas productoras de insulina, liberándolas de la necesidad de inyecciones de insulina durante más de un año. Este prometedor hallazgo, publicado en la revista Cell, ha planteado nuevas posibilidades para el tratamiento de la diabetes a largo plazo.
Un nuevo enfoque para la producción de insulina.
Según A. un informe Con Livescience, el equipo extrajo células grasas de una mujer con diabetes tipo 1 Diabetes Restauraron químicamente estas células a un estado similar a un tallo altamente adaptable. Luego, utilizando una serie de técnicas de laboratorio, el equipo las transformó en células de los islotes productoras de insulina, que normalmente se encuentran en el páncreas. El informe también afirma que estas células reprogramadas fueron implantadas en el abdomen del paciente, donde comenzaron a producir insulina para estabilizar el azúcar en sangre. El informe indica que dentro de 75 días el paciente ya no necesita inyecciones de insulina.
Implicaciones y direcciones futuras
Esto ofrece una nueva perspectiva sobre el manejo de la diabetes y podría ser una alternativa a los trasplantes tradicionales de células de los islotes. Si bien los trasplantes de islotes han tenido éxito, dependen de donaciones de órganos poco frecuentes y requieren inmunosupresores de por vida, lo que limita su disponibilidad. Sin embargo, el informe señala que este enfoque con células madre puede producir una cantidad casi ilimitada de células.
Retos y próximos pasos
Un obstáculo para ampliar este tratamiento es desarrollar una forma de proteger estas células de los ataques inmunológicos sin depender de potentes fármacos inmunosupresores. El Dr. Herold señaló que ampliar el alcance del tratamiento significará encontrar formas de evitar que el sistema inmunológico destruya las células trasplantadas. Mientras tanto, otros grupos de biotecnología, como Vertex Pharmaceuticals, están siguiendo estrategias similares, utilizando células cultivadas en laboratorio para equilibrar los niveles de azúcar en sangre en pacientes diabéticos sin necesidad de órganos de donantes.
Existe una gran cantidad de artículos de investigación que describen la biología y la ubicación de una variedad de células cancerosas, incluido el cáncer de colon (en la foto).Crédito: Steve Gschmeisner/Biblioteca de imágenes científicas
Los mapas detallados que identifican la ubicación de las células en los tumores y exploran la biología de los tumores proporcionan información sobre el desarrollo de muchos cánceres (incluidos los de mama, colon y páncreas) y podrían proporcionar pistas para posibles tratamientos.
en Diapositiva de 12 hojas Publicado en Nature el 30 de octubre, investigadores de la Human Tumor Atlas Network (HTAN) analizaron cientos de miles de células de tejidos humanos y animales. Describe algunos estudios. Mapas celulares en 3D, conocidos como atlas celulares – En tumores, mientras que otros crean “relojes moleculares” que rastrean los cambios celulares que conducen al cáncer.
“Aplicar estas nuevas herramientas al cáncer nos permite verlo a través de una lente diferente”, dice Ken Lau, biólogo celular computacional del Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt en Nashville, Tennessee, y coautor de un estudio que registra el momento de las células cancerosas. . Eventos en el desarrollo del cáncer colorrectal.1. “De hecho, podemos ver cosas que antes no podíamos ver”.
Mapeo tumoral
En algunos estudios, los investigadores crearon atlas que les permitieron estudiar tumores con resolución unicelular e investigar cómo surge el cáncer. Un equipo analizó la organización celular en 131 muestras de seis tipos de cáncer, incluidos el de mama, colon, páncreas y riñón.2. Los científicos descubrieron que diferentes áreas del mismo tumor pueden responder de manera diferente a los medicamentos. Comprender cómo responden las diferentes poblaciones de células cancerosas a los tratamientos puede ayudar a los investigadores a diseñar combinaciones más efectivas.
Los “atlas” celulares proporcionan una visión sin precedentes de la placenta, el intestino y los riñones
Otros estudios han utilizado imágenes en 3D para estudiar muestras de pólipos de colon, que son crecimientos anormales en el revestimiento del intestino que pueden convertirse en cáncer. Identificaron cambios moleculares en células tumorales benignas, incluida la pérdida de conexiones del ADN y cambios en la actividad genética.3Así como cambios en la respuesta inmune, el crecimiento celular y el metabolismo hormonal.4 Ocurre temprano y puede hacer que las células tumorales se conviertan en células cancerosas.
Los tratamientos dirigidos a estos cambios podrían hacer que los tratamientos contra el cáncer y las intervenciones sanitarias tempranas sean más eficaces, afirma Omer Yilmaz, biólogo de células madre del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge. “El mejor tratamiento para el cáncer es la prevención. Si podemos comprender cómo responden las diferentes poblaciones de células al medio ambiente y la dieta, cómo esto afecta la iniciación del tumor y cómo los diferentes clones contribuyen a este proceso, esto podría conducir a mejores métodos de prevención o detección”.
Visiones de inmunidad
Otros atlas proporcionan pistas sobre por qué algunos cánceres son más difíciles de tratar que otros. “Los tumores no están formados únicamente por células cancerosas”, dice el Dr. Daniel Abravanel, médico científico del Instituto del Cáncer Dana-Farber en Boston, Massachusetts, y coautor de un estudio sobre el cáncer de mama.5. Por ejemplo, las inmunoterapias, que no se dirigen directamente a las células cancerosas pero… Con el objetivo de ayudar al sistema inmunológico a eliminarlos, Añade que es menos eficaz contra el cáncer de mama que otros tipos.
Para investigar por qué, Abravanel y sus colegas crearon un atlas 3D de tumores utilizando docenas de muestras de 60 personas con formas agresivas de cáncer de mama. Estudiaron cómo se distribuían las células inmunitarias y descubrieron que algunos tipos de células inmunitarias eran más comunes que otros en algunos tumores, especialmente en personas que recibían inmunoterapia.
¿Por qué tantos jóvenes padecen cáncer? Lo que dicen los datos
Para tres personas, las biopsias tomadas del mismo tumor con un intervalo de 70 a 220 días mostraron diferencias en los niveles de células inmunes conocidas como células T y macrófagos. En dos casos, el número de estas células disminuyó con el tiempo, mientras que en el tercer caso aumentó.
“Esto realmente muestra cuán dinámico es el microambiente inmunológico y puede explicar por qué los intentos de caracterizar tumores y predecir las respuestas a las inmunoterapias a partir de una sola biopsia en un solo momento han sido inconsistentes”, dice Brian Lehman, MD, especialista en cáncer de mama. Investigador de genómica del Centro Oncológico Vanderbilt-Ingram en Nashville, Tennessee.
En otro estudio, los investigadores encontraron que algunos subtipos agresivos de cáncer de mama contienen más células inmunitarias que otros y parecen haberse “desgastado” con el tiempo.6. Estas células expresaron una proteína llamada CTLA4, que limita su capacidad para responder a los tumores. Las terapias dirigidas a CTLA4 han mostrado resultados prometedores en el tratamiento del melanoma y el cáncer de pulmón. “Esto abre formas adicionales de utilizar este tratamiento en un subconjunto de cánceres de mama”, dice Lehman.
Reloj CRISPR
Otros experimentos revelan cómo las células se vuelven cancerosas en primer lugar. En un estudio sobre el cáncer colorrectal, Lau y sus colegas diseñaron un “reloj molecular” para rastrear cómo las células normales comienzan a volverse rebeldes y a multiplicarse sin control en el intestino.1. Utilizaron análisis unicelular y la herramienta de edición de genes CRISPR para generar mutaciones en el ADN de cada célula. Estas mutaciones sirvieron como marcas de tiempo, registrando la línea de tiempo de los cambios en cada célula y sus divisiones.
La carrera por mapear el cuerpo humano célula por célula
Lau y su equipo aplicaron este enfoque a 418 pólipos de colon humano y descubrieron que hasta el 30% de los pólipos surgían de múltiples tipos de células, en lugar de una sola célula. En el 60% de los pólipos, un grupo de células comienza a “superar” a otros a medida que el pólipo crece, convirtiéndose en un tumor. Dos estudios similares en ratones7,8que incluye el análisis de 260.922 células individuales de 112 muestras de tejido intestinal, también encontró que una mezcla de células da lugar colectivamente a tumores colorrectales.
Estos hallazgos desmienten la creencia anterior de que los cánceres de colon surgen de células rebeldes únicas en el revestimiento intestinal y podrían abrir oportunidades para un diagnóstico e intervención tempranos.
“Para evaluar los riesgos [pre-cancerous growths]Lo que la gente usa es el tamaño. “Cuanto más grande es el tumor, mayor es el riesgo”, afirma Lau. Pero el reloj molecular y otros análisis revelan que “puede haber otros biomarcadores en términos de genética y evolución”.
Se han utilizado células madre hematopoyéticas de donantes para tratar a cientos de miles de personas con leucemia y otros trastornos sanguíneos.Crédito: SPL
Desde que las primeras células madre hematopoyéticas se trasplantaron con éxito a personas con leucemia hace más de 50 años, los investigadores se han preguntado si Mutaciones que causan cáncer. Un estudio único1 En los receptores de trasplantes de vida más larga y sus donantes, se reveló que las personas que reciben células madre de donantes no parecen tener un mayor riesgo de desarrollar tales mutaciones.
Los resultados fueron sorprendentes, pero tranquilizadores, afirma Michael Spencer Chapman, hematólogo del Barts Cancer Institute de Londres.
“Es una gran noticia para las personas que se someten a estos tratamientos”, afirma Alejo Rodríguez-Fratticelli, biólogo cuantitativo de células madre del Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona, España.
composición de la sangreLas células madre, o células “hematopoyéticas”, son células progenitoras que se encuentran en la médula ósea y dan lugar a todo tipo de células sanguíneas. Se han utilizado para tratar a cientos de miles de personas con leucemia y enfermedades de la médula ósea. el plantando Implica agotar toda la reserva de células madre sanguíneas de una persona y reemplazarlas con células de un donante sano. Pero a los investigadores les preocupa desde hace tiempo que someter a las células a tal estrés pueda aumentar el riesgo de cáncer. En raras ocasiones, en aproximadamente 1 de cada 1.000 trasplantes, las células del donante se convierten en cáncer en los receptores.
viaje de pesca
El último estudio publicado en Medicina traslacional científica Esta semana analizamos mutaciones en genes específicos relacionados con el cáncer. Se pensaba que estas mutaciones podrían dar a las células hematopoyéticas una ventaja de crecimiento en los receptores de trasplantes de órganos, permitiéndoles dividirse y multiplicarse rápidamente a medida que el receptor envejece y eventualmente desarrollarse en leucemia.
Algunos de los primeros trasplantes de órganos se realizaron en el Fred Hutchinson Cancer Center a finales de la década de 1960. En 2017, Masumi Ueda Oshima, investigadora clínica que estudia el envejecimiento después de trasplantes de órganos en el Centro Oncológico Fred Hutchinson en Seattle, Washington, y sus colegas decidieron acercarse a los receptores de trasplantes y a sus donantes para recolectar muestras de sus cuerpos. sangre y comparar cómo envejecen las células. “Fue un viaje de pesca realmente grande”, dice.
El equipo recolectó muestras de sangre de 32 personas (16 pares de donantes y receptores) que recibieron trasplantes de órganos hace entre 7 y 46 años. Utilizaron una técnica altamente sensible para secuenciar genes que se sabe que tienen mutaciones asociadas con cánceres de médula ósea.
El equipo encontró células con mutaciones en todos los donantes sanos, incluso en aquellos de tan solo 12 años. Cuanto mayor era el donante, más mutaciones había en su sangre, pero en general la frecuencia seguía siendo baja: sólo uno entre un millón de pares de bases secuenciados.
Luego, los investigadores compararon patrones de mutaciones en 11 pares de donantes y receptores que tuvieron acceso a muestras de sangre de donantes desde el momento del trasplante. Encontraron patrones de mutación similares en ambos grupos. En promedio, las mutaciones ocurrieron a una tasa del 2% por año en los donantes y del 2,6% por año en los receptores. “Sorprendentemente, en realidad hay muy pocas mutaciones nuevas en las células madre que surgen mediante trasplantes”, dice Spencer Chapman. Esto sugiere que las células de los receptores de trasplantes de órganos envejecen a un ritmo similar a las de los donantes y no tienen un mayor riesgo de desarrollar mutaciones que podrían predisponerlas a cánceres de sangre.
El hecho de que las mutaciones permanezcan estables durante tanto tiempo después del trasplante demuestra que “la capacidad regenerativa del sistema hematopoyético es verdaderamente profunda”, afirma Ueda Oshima.
Aunque los hallazgos son reconfortantes, se basan en un pequeño número de personas, lo que dificulta sacar conclusiones generales, dice Rodríguez-Fratticelli.
Envejecimiento complejo
Spencer Chapman observó resultados similares en un estudio separado de parejas de donantes y receptores.2que se publicó en línea como preimpresión en abril de 2023. Su estudio incluyó a 10 receptores de trasplantes que habían recibido células productoras de sangre de sus hermanos entre 9 y 31 años antes. Pero no sólo buscaron cambios en genes específicos relacionados con el cáncer, sino que extrajeron células productoras de sangre, las cultivaron en un plato y secuenciaron los genomas completos de células individuales. En promedio, encontraron que los receptores tenían ligeramente más mutaciones que los donantes, añadiendo sólo 1,5 años al envejecimiento normal, un hallazgo similar al hallazgo de Ueda Oshima.
Cuando él y sus colegas observaron específicamente las mutaciones que se sabe que dan a las células una ventaja de crecimiento, notaron que las células con solo una de estas mutaciones se encontraron en niveles similares en receptores y donantes. Pero las células que contenían dos o más de estas mutaciones beneficiosas estaban presentes en niveles más altos en los receptores que en los donantes. El hallazgo podría ayudar a explicar por qué las células trasplantadas se convierten en tumores en casos raros.
Pero se necesita más trabajo para comprender mejor las implicaciones de estos procesos de envejecimiento, en términos de riesgo de cáncer y función inmune, afirma Spencer Chapman.
Ambos estudios podrían tener implicaciones para las personas que reciben trasplantes de células madre y terapias genéticas basadas en sangre. Anemia drepanocíticaPor ejemplo. Spencer Chapman dice que cada vez más de estos tratamientos están “llegando a la corriente principal” y se están administrando a niños, que necesitarán depender de las células trasplantadas por el resto de sus vidas.
Una investigación reciente publicada en Nature por Aman Agrawal de The Conversation, junto con colegas de la Universidad de Chicago y la Universidad de Houston, destaca agua de lluvia Un papel fundamental en la estabilización de las células tempranas, que es crucial para la evolución de la vida.
Comprender la estabilidad celular temprana
Los científicos llevan mucho tiempo pensando en cómo la materia inanimada se convierte en células vivas capaces de reproducirse y metabolizarse. Químicos como Stanley Miller y Harold Urey demostraron en 1953 que, en condiciones tempranas, podían surgir compuestos orgánicos complejos a partir de materiales más simples. tierra condiciones.
Células primarias y su formación.
Las primeras protocélulas probablemente estaban compuestas de una matriz que proporcionaba estructura y estructura. Genético Instrucciones para el transporte de materiales para el trabajo. La estabilización de estas células primarias está permitida por compartimentos compuestos por una matriz y una membrana, que concentran los reactivos y los protegen del medio ambiente.
Modelos de células primarias.
Inicialmente se propusieron dos modelos, vesículas y cocervados. Células primarias. Las vesículas, que se asemejan a las estructuras de las células modernas pero carecen de proteínas especializadas, tienen un potencial de interacción limitado. Los cosforos, que carecen de membrana, facilitan la concentración química pero tienen dificultades para estabilizar el material genético.
Desafíos con los coacervados
empeora, descubrir Descubiertos por químicos holandeses en 1929, carecían de membranas, lo que provocaba una rápida fusión y mezcla de material genético. Esta inestabilidad impidió la diversidad genética crucial para la selección natural y la evolución.
El papel del agua de lluvia
investigación Señaló que el agua de lluvia, que es rica en agua libre de iones, actúa para estabilizar las condensaciones formando una “pared” protectora a su alrededor, que evita la fusión y la fuga de material genético.
Implicaciones e investigaciones futuras.
Esta investigación interdisciplinaria no sólo aborda la curiosidad científica sobre los orígenes de la vida, sino que también explora cuestiones fundamentales sobre la existencia. Comprender los mecanismos de reproducción genética temprana es crucial para descifrar la evolución prebiótica y las condiciones de la Tierra hace más de 3.800 millones de años.
conclusión
El estudio confirma los esfuerzos de colaboración entre disciplinas científicas para descubrir los misterios que rodean el origen de la vida. Al estudiar las condiciones geológicas, químicas y ambientales de la Tierra primitiva, los investigadores pretenden descubrir los orígenes profundos de la vida misma.
Un método de imagen detecta diferentes proteínas (azul, amarilla y violeta) dentro del núcleo de una célula del tejido conectivo humano.Crédito: Ajay Lapad, Zachary Chiang, Caroline Comeno y Jason Buenrostro
Los investigadores se están preparando para probar una poderosa técnica de microscopía que puede secuenciar simultáneamente el ADN de una célula individual y señalar la ubicación de sus proteínas con alta precisión, todo sin tener que abrir la célula y extraer su contenido. La obtención de imágenes de ADN y proteínas dentro de células sanas proporciona información importante sobre cómo estas moléculas trabajan juntas.
“Este estudio es realmente inusual”, dice Ankur Sharma, biólogo oncológico del Instituto Garvan de Investigación Médica de Sydney, Australia, que no participó en el estudio pero está interesado en utilizar este enfoque en el mismo. Células cancerosas La describió como “excepcional” en la plataforma de redes sociales X.
El método se llama expansión. sitio La secuencia del genoma ha sido descrita en una preimpresión.1 Fue publicado en bioRxiv el 26 de septiembre. Aún no ha sido revisado por pares.
empaquetado de ADN
Este enfoque puede ser particularmente útil para los investigadores que estudian ¿Cómo se envuelve el ADN alrededor de las proteínas? Rellenos de núcleos de células y cómo la ubicación de los genes dentro de este pantano puede afectar su actividad. Podemos pensar en el ADN como “una cadena lineal de información que debe compactarse y organizarse dentro del núcleo de una célula de cinco micrones”, dice Jason Buenrostro, genetista de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, y autor de la preimpresión. . “Hay mucha información sobre cómo ocurrió este plegamiento”.
Para extraer esta información, Buenrostro y sus colegas combinaron dos métodos informados anteriormente. Uno alimenta a la célula con una enzima especial de transcripción de ADN, junto con un conjunto de componentes de ADN marcados con fluorescencia que se incorporarán, uno por uno, en las cadenas de ADN en crecimiento. Al leer la secuencia en la que se agregan etiquetas fluorescentes, los investigadores pueden determinar esto Secuenciación del genoma2.
También se pueden utilizar nuevas tecnologías de imágenes para mostrar información genómica. Cada color representa un cromosoma diferente en el núcleo de la misma célula del tejido conectivo que se muestra arriba.Crédito: Ajay Lapad, Zachary Chiang, Caroline Comeno y Jason Buenrostro
Los investigadores saben desde hace mucho tiempo cómo etiquetar proteínas con etiquetas para rastrear su ubicación. Pero la decisión microscopio óptico Está limitado por la longitud de onda de la luz, lo que dificulta distinguir entre hebras de ADN o proteínas marcadas con fluorescencia que están muy juntas. Esto plantea un problema particular en los estrechos confines del núcleo.
Entonces el equipo agregó otro método llamado Expansión microscópica3. esta técnica Se basa en una sustancia parecida a un gel que impregna las células y luego se hincha cuando absorbe agua, como el acolchado de un pañal desechable. A medida que el gel se expande, separa las moléculas entre sí, lo que facilita distinguir una molécula de proteína de otra.
La combinación de los dos métodos permitió al equipo de Buenrostro estudiar las interacciones entre proteínas y genes en las células de personas con EA. Progeria del síndrome de Hutchinson-Gilford, Una condición genética que conduce al envejecimiento prematuro. Esta afección es causada por mutaciones en proteínas llamadas láminas, que normalmente se encuentran alrededor del núcleo celular. Los investigadores confirmaron hallazgos anteriores de que en individuos con progeria, estas láminas anormales se cuelan en el núcleo, donde parecen alterar la disposición típica de los cromosomas y suprimir la actividad genética. Hubo anomalías similares en las células de la piel de un donante de 92 años que no tenía progeria.
Una mina de oro de información
expansión sitio La secuenciación del genoma es el último de una serie de métodos que permiten a los investigadores recopilar una cantidad cada vez mayor de datos a partir del mismo. células individuales. El objetivo final es desarrollar una forma de detectar casi cualquier proteína o metabolito en una célula, afirma Thierry Voet, genetista de la KU Leuven en Bélgica.
Cómo hacer mapas espaciales de la actividad genética, hasta el nivel celular
Actualmente, Voigt y su equipo están estudiando si este método se puede utilizar en su estudio sobre cómo utilizar este método. Células en el feto en desarrollo. Puede soportar tener diferentes números de cromosomas entre sí.
La técnica requiere una gran experiencia, y eso limitará la cantidad de investigadores que pueden utilizarla de inmediato, dice Kelly Rogers, que estudia microscopía avanzada en el Instituto de Investigación Médica Walter y Eliza Hall en Melbourne, Australia. “Seguro que suena complicado”.
Sin embargo, Rogers puede enumerar muchos colegas que podrían querer beneficiarse de este enfoque. Con el tiempo, afirma, los protocolos podrían simplificarse o incluso comercializarse.
“Lo único seguro es que esto será más accesible para una gama más amplia de científicos”, afirma Rogers. “Ahora no parece haber muchos límites a lo que podemos lograr”.
Las células inmunes diseñadas, llamadas células CAR T (amarillo), han revolucionado el tratamiento de algunos tumores (rosa) y son prometedoras en el tratamiento de enfermedades autoinmunes. Crédito: Eye of Science/Biblioteca de imágenes científicas
Una mujer y dos hombres con enfermedades autoinmunes graves han entrado en remisión después de ser tratados con células inmunitarias editadas con CRISPR mediante bioingeniería.1. Los tres individuos de China son las primeras personas con trastornos autoinmunes en ser tratados con células inmunes diseñadas creadas a partir de células de donantes, en lugar de aquellas obtenidas de sus propios cuerpos. Este progreso es el primer paso hacia la producción en masa de este tipo de tratamientos.
Uno de los beneficiarios, el Sr. Gong, un hombre de 57 años de Shanghai, sufre de esclerosis sistémica, que afecta el tejido conectivo y puede provocar endurecimiento de la piel y daños a los órganos. Cuenta que a los tres días de recibir el tratamiento sintió que su piel se aflojaba y podía empezar a mover los dedos y abrir la boca nuevamente. Después de dos semanas, volvió a su trabajo de oficina. “Me siento muy bien”, afirma, más de un año después de recibir tratamiento.
Se han demostrado células inmunes diseñadas, llamadas células T receptoras de antígenos quiméricos (CAR). Gran promesa En el tratamiento del cáncer de sangre: hay seis productos. consentir En Estados Unidos -y la posibilidad de tratar enfermedades autoinmunes como Lupus y Esclerosis múltipledonde las células inmunes rebeldes liberan anticuerpos que atacan los tejidos del cuerpo. Pero el tratamiento suele depender de las propias células inmunitarias de la persona, y esta personalización lo hace costoso y requiere mucho tiempo.
Es por eso que los investigadores están comenzando a crear terapias CAR T a partir de células inmunes donadas. Si tiene éxito, podría permitir a las empresas farmacéuticas ampliar la fabricación. Reducir costos y tiempos de producción. En lugar de realizar un tratamiento para una persona, se pueden realizar tratamientos para más de 100 personas a partir de células de un solo donante, afirma Lin Chen, inmunólogo de la Universidad Tsinghua de Beijing. Las células CAR T obtenidas de donantes se han utilizado para tratar a personas con cáncer, pero hasta ahora con un éxito limitado2.
Enfermedades autoinmunes
Este ensayo, realizado por Xu Hujie, reumatólogo de la Universidad Médica Marítima de Shanghai, es el primer ensayo que anuncia resultados para enfermedades autoinmunes. Publicado en celúla mes pasado. Después de más de seis meses de tratamiento, los receptores permanecieron en remisión. Otras veinte personas recibieron el tratamiento derivado de un donante y un producto ligeramente modificado, dice Shaw. Dice que los resultados han sido en gran medida positivos.
“Los resultados clínicos son sorprendentes”, dice Lin, quien dirige un ensayo separado que utiliza células T CAR derivadas de donantes para tratar el lupus.
El éxito y la seguridad del tratamiento parecen prometedores, pero todavía es necesario probarlo en un mayor número de personas antes de que los investigadores puedan sacar conclusiones sobre su aplicación generalizada, afirma Christina Bergmann, reumatóloga del Hospital Universitario de Erlangen en Alemania.
Pero si este método funciona en más personas durante un período de tiempo más largo, “podría ser un cambio de paradigma”, afirma Daniel Becker, inmunólogo de la Universidad de Pensilvania en Filadelfia. Más de 80 enfermedades autoinmunes están asociadas con la disfunción de las células inmunitarias.
Un donante sano
La terapia con células CAR-T generalmente implica extraer células inmunitarias conocidas como células T de la persona que recibe el tratamiento. Las células están decoradas con proteínas CAR que se dirigen a las células B y luego se reinfunden en el cuerpo de la persona.
El proceso de creación de células CAR T a partir de células inmunitarias donadas es similar. Xu y sus colegas extrajeron células T de una mujer de 21 años y las cubrieron con CAR que reconocen CD19, un receptor que se encuentra en la superficie de las células B. Utilizaron la herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9 para eliminar cinco genes en las células T, evitando que las células injertadas atacaran el cuerpo del huésped y que el sistema inmunológico del huésped atacara a las células del donante.
La primera persona en recibir el tratamiento, en mayo de 2023, fue una mujer de 42 años con un tipo de miopatía autoinmune, que afecta el tejido del músculo esquelético y provoca debilidad y fatiga. El señor Gong y otro hombre de 45 años padecían una forma agresiva de esclerosis. Iniciaron su tratamiento en junio y agosto de 2023.
Una vez inyectadas en los huéspedes, las células CAR T entraron en acción. Se multiplican, atacan y destruyen todas las células B, incluidas las células que causan enfermedades asociadas con afecciones autoinmunes. Las células T modificadas mediante bioingeniería sobrevivieron durante semanas en los receptores antes de desaparecer en gran medida. Finalmente, las nuevas células B sanas regresaron, pero las células que causaban la enfermedad ya no estaban presentes. Se ha observado una respuesta similar en personas con Condiciones autoinmunes ¿Quién recibió células T CAR derivadas de sus propias células?3.
“remisión completa”
Después de dos meses de tratamiento, los investigadores dicen que la mujer logró una recuperación completa y mantuvo esta condición durante el período de seguimiento de seis meses. Becker dice que aunque la mujer mostró claras mejoras clínicas, sería más cauteloso a la hora de considerarla una remisión completa, dado el corto tiempo de evaluación. Los autoanticuerpos de la mujer cayeron a niveles indetectables y su fuerza muscular y movilidad mejoraron dramáticamente.
Ambos hombres también vieron una mejora significativa en sus síntomas, incluida una reversión de la formación de tejido cicatricial y una disminución de los niveles de autoanticuerpos.
Ninguno de los individuos experimentó una reacción inflamatoria grave conocida como síndrome de liberación de citoquinas, que se ha observado en algunas personas con cáncer que recibieron terapia CAR-T, ni mostraron evidencia de que el injerto atacara al huésped. Pero los investigadores todavía están tratando de determinar si el cuerpo del huésped rechazará el sabor con el tiempo.
Una preocupación importante de seguridad que se ha observado en algunas personas que han recibido terapia con células CAR-T para tratar el cáncer es: La aparición de nuevos tumores.Aunque los investigadores todavía están investigando si tiene relación con el tratamiento. Baker dice que es demasiado pronto para saber si las personas con enfermedades autoinmunes que son tratadas con células CAR T derivadas de donantes enfrentarán este riesgo. “Sólo el tiempo lo dirá.”
La gran pregunta ahora, dice Becker, es si el mismo enfoque funcionará para más personas y qué tan duraderos serán los efectos. “¿Estos pacientes permanecerán sin síntomas durante años?”
Las células madre del cerebro (coloreadas artificialmente) dan lugar a neuronas en los jóvenes, pero esta capacidad se desvanece con la edad.Crédito: Riccardo Cassiani-Ingoni/Biblioteca de imágenes científicas
La edad dificulta la capacidad Células madre en el cerebro Para producir nuevas células, pero los autores del estudio descubrieron que la reducción de la actividad de un gen específico conducía a la regeneración de estas células. Células madreEsto les permite multiplicarse y proporcionar al cerebro un suministro de neuronas frescas.
Este gen regula el consumo de glucosa de las células madre, un azúcar que desempeña un papel esencial en el metabolismo celular. Los hallazgos en ratones encajan bien con la imagen que emerge de los estudios de cerebros humanos post-mortem. Estos esfuerzos también han descubierto que la edad afecta el metabolismo cerebral, dice Maura Boldrini, neurocientífica y psiquiatra del Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York, que no participó en la investigación más reciente. “Es posible que su metabolismo sea menos eficiente de lo que solía ser”, dice, añadiendo que los hallazgos en humanos y el estudio en ratones, publicado hoy en la revista naturaleza“Abriendo nuevos horizontes para posibles tratamientos”.
una mente joven
role Células madre neuronales En el cerebro humano adulto ha sido controvertido. Boldrini y otros han publicado evidencia de que se producen nuevas neuronas en el hipocampo, un área del cerebro importante para el aprendizaje y la memoria, al menos hasta los 79 años.2. Su equipo ahora busca descubrir si la producción de nuevas neuronas cambia en personas con este problema. enfermedad de alzheimer O enfermedades psicológicas. Pero algunos investigadores informaron que no pudieron encontrar evidencia de que los adultos produzcan nuevas neuronas en el hipocampo. “Este debate aún está en curso”, dice Boldrini.
Células cerebrales humanas trasplantadas a ratones provocan excitación y ansiedad
En cuanto a los ratones, el panorama es más claro. Las células madre neurales ubicadas en un área del cerebro llamada zona subventricular pueden dar origen a neuronas y otro tipo de células. Estas células jóvenes luego migran a… El bulbo olfatorio, que controla el sentido del olfato.a. Un suministro constante de nuevas neuronas al bulbo olfatorio tiene sentido en ratones, porque dependen en gran medida del olfato para percibir cambios en su entorno, dice Anne Brunet, genetista que estudia el envejecimiento en la Universidad de Stanford en California y autora del nuevo estudio. Él estudia.
Sin embargo, a medida que los ratones envejecen, esas células madre se vuelven menos activas. Brunet y sus colegas decidieron averiguar por qué. usa el equipo Edición del genoma CRISPR-Cas9 Para inactivar sistemáticamente 23.000 genes, luego probar el efecto de cada gen inactivado en células madre neurales que se tomaron de ratones jóvenes y viejos y se cultivaron en el laboratorio.
Fortalecer las neuronas
La prueba arrojó 300 genes que pueden desempeñar un papel en el envejecimiento de las células madre neurales. Los investigadores también redujeron el grupo utilizando CRISPR-Cas9 para inactivar algunos de estos genes en células de la zona subventricular de ratones vivos jóvenes y viejos. A continuación, los investigadores examinaron los bulbos olfativos de los animales e identificaron una selección de genes clave. La alteración de estos genes aumentó la producción de células madre neurales en animales más viejos, pero no afectó a las células madre en animales jóvenes.
Cinco formas en que el cerebro puede envejecer: 50.000 exploraciones revelan patrones potenciales de daño
Uno de estos genes se llama slc2a4codifica una proteína que importa glucosa a las células. Su inactivación reduce la absorción de glucosa por las células y aumenta su capacidad para proliferar.
Este hallazgo es consistente con estudios previos que han encontrado un vínculo entre el metabolismo del azúcar y el envejecimiento, dice Saúl Villeda, neurocientífico de la Universidad de California en San Francisco. Por ejemplo, investigadores informaron recientemente que un medicamento para la diabetes puede Prevenir el deterioro cognitivo relacionado con la edad En monos. Pero el último descubrimiento es particularmente importante, afirma, porque apunta a una proteína específica que tiene un papel clave y podría ser objeto de estudios futuros.
Incluso si se cuestiona el papel de las células madre neurales en humanos adultos, los hallazgos proporcionan información importante para diseñar terapias celulares que algún día puedan tratar enfermedades neurodegenerativas, afirma Villeda.
Una mujer con diabetes tipo 1 comenzó a producir insulina (azul) después de un trasplante de células madre.Crédito de la imagen: Lennart Nilsson, Boehringer Ingelheim International GmbH, TT/Science Photo Library
Una mujer de 25 años con diabetes tipo 1 comenzó a producir su propia insulina menos de tres meses después de recibir un trasplante de células madre reprogramado.1. Ella es la primera persona con la enfermedad en ser tratada utilizando células extraídas de su cuerpo.
“Ahora puedo comer azúcar”, dijo en una llamada telefónica la mujer, que vive en Tianjing. naturaleza. Ha pasado más de un año desde su trasplante y ella dice: “Disfruto comer de todo, especialmente estofado”. La mujer pidió que no se revelara su identidad para proteger su privacidad.
James Shapiro, cirujano de trasplantes e investigador de la Universidad de Alberta en Edmonton, Canadá, dice que los resultados de la cirugía son sorprendentes. “Pudieron revertir completamente la diabetes en el paciente, que previamente había necesitado grandes cantidades de insulina”.
El estudio publicado en celúla Hoy, esto sigue a los resultados de un grupo separado en Shanghai, China, que informó en abril que había trasplantado con éxito islotes productores de insulina en el hígado de un hombre de 59 años con diabetes tipo 2.2. Estos islotes también se derivaron de células madre reprogramadas extraídas del cuerpo del hombre, que desde entonces dejó de tomar insulina.
Estos estudios se encuentran entre los pocos ensayos pioneros que utilizan células madre para tratar la diabetes, que afecta a casi 500 millones de personas en todo el mundo. La mayoría tiene diabetes tipo 2, en la que el cuerpo no produce suficiente insulina o su capacidad para utilizar la hormona está disminuida. en diabetes tipo 1El sistema inmunológico ataca a las células de los islotes del páncreas.
Los trasplantes de islotes pueden tratar la enfermedad, pero no hay suficientes donantes para satisfacer la creciente demanda y los receptores deben usar medicamentos inmunosupresores para evitar que el cuerpo rechace el tejido del donante.
Las células madre se pueden utilizar para cultivar cualquier tejido del cuerpo y se pueden cultivar indefinidamente en el laboratorio, lo que significa que potencialmente proporcionan una fuente ilimitada de tejido pancreático. Al utilizar tejido elaborado a partir de las propias células de una persona, los investigadores también esperan evitar la necesidad de inmunosupresores.
Reprogramación celular
En el primer experimento de este tipo, Ding Hongkui, biólogo celular de la Universidad de Pekín en Beijing, y sus colegas extrajeron células de tres personas con diabetes tipo 1 y las convirtieron en nuevas células. Un Estado con múltiples capacidadesA través del cual se puede formar en cualquier tipo de célula del cuerpo. Esta tecnología de reprogramación fue desarrollada por primera vez por Shinya Yamanaka En la Universidad de Kyoto en Japón durante casi dos décadas. Pero Deng y sus colegas modificaron esta técnica.3: En lugar de introducir proteínas que estimulan la expresión genética, como hizo Yamanaka, hicieron esto Células reveladas en pequeñas partículas. Esto proporciona un mayor control sobre el proceso.
Luego, los investigadores utilizaron células madre pluripotentes (iPS) inducidas químicamente para generar el modelo 3D. Grupos de islas. Probaron la seguridad y eficacia de las células en ratones y primates no humanos.
En junio de 2023, en un procedimiento que duró menos de media hora, inyectaron el equivalente a aproximadamente 1,5 millones de islotes en los músculos abdominales de la mujer, un nuevo sitio para trasplantes de islotes. La mayoría de los trasplantes de islotes se inyectan en el hígado, donde no se pueden observar las células. Pero al colocarlas en el abdomen, los investigadores pudieron monitorear las células mediante resonancia magnética y tal vez eliminarlas si fuera necesario.
libre de insulina
Después de dos meses y medio, la mujer estaba produciendo suficiente Insulina Para vivir sin necesidad de aumentar, mantengo este nivel de producción desde hace más de un año. Para entonces, la mujer había dejado de experimentar picos y caídas peligrosas en sus niveles de glucosa en sangre, que se mantuvieron dentro del rango objetivo durante más del 98% del día. “Esto es notable”, afirma Daisuke Yabe, investigador de diabetes de la Universidad de Kyoto. “Si esto fuera aplicable a otros pacientes, sería fantástico”.
Los resultados son interesantes, pero es necesario replicarlos en una población más grande, dice Jay Skyler, endocrinólogo de la Universidad de Miami en Florida, que estudia la diabetes tipo 1. Skylar también quiere comprobar que las células de la mujer sigan produciendo insulina durante un máximo de cinco años, antes de que se la considere “curada”.
Ding dice que los resultados de otros participantes son “muy positivos también” y alcanzarán la marca de un año en noviembre, después de lo cual espera ampliar el ensayo para incluir a 10 o 20 personas más.
Debido a que la mujer ya estaba recibiendo inmunosupresores para un trasplante de hígado anterior, los investigadores no pudieron evaluar si las células madre pluripotentes inducidas reducían el riesgo de rechazo del injerto.
Incluso si el cuerpo no rechaza el trasplante porque no considera las células “extrañas”, en las personas con diabetes tipo 1, debido a que tienen una enfermedad autoinmune, todavía existe el riesgo de que el cuerpo ataque los islotes. . Deng dice que no han visto esto en mujeres debido a los inmunosupresores, pero están tratando de desarrollar células que puedan evitar esta respuesta autoinmune.
Células donantes
Los investigadores dicen que los trasplantes de órganos que utilizan las propias células del receptor tienen ventajas, pero los procedimientos son difíciles de escalar y comercializar. Varios grupos han iniciado experimentos con células de los islotes creadas a partir de células madre de donantes.
En junio se anunciaron los resultados preliminares de un ensayo, dirigido por Vertex Pharmaceuticals en Boston, Massachusetts. Docenas de participantes con diabetes tipo 1 recibieron islotes derivados de células madre embrionarias donadas que fueron inyectadas en el hígado. Todos ellos fueron tratados con inmunosupresores. Tres meses después del trasplante, todos los participantes comenzaron producción de insulina Cuando la glucosa está presente en el torrente sanguíneo.4. Algunos se han vuelto independientes de la insulina.
El año pasado, Vertex lanzó otro ensayo en el que células de los islotes derivadas de células madre donadas se colocaron en un dispositivo diseñado para protegerlas de los ataques del sistema inmunológico. Fue implantado en una persona con diabetes tipo 1 que no recibía inmunosupresores. “Este ensayo está en curso”, afirma Shapiro, que participa en el estudio, cuyo objetivo es inscribir a 17 personas.
Yabe también está a punto de iniciar una prueba con células de los islotes producidas a partir de células iPS de donantes. Planea desarrollar láminas de islotes y colocarlas quirúrgicamente en el tejido abdominal de tres personas con diabetes tipo 1, que recibirán inmunosupresores. El primer participante debería recibir el trasplante a principios del próximo año.
Imagine un mundo en el que su teléfono inteligente se carga solo con solo exponerlo a la luz solar, sin necesidad de cables ni tomas de corriente.
Los investigadores han buscado durante mucho tiempo formas de integrar la energía renovable en los objetos cotidianos, y esa visión futurista ahora está más cerca de la realidad, gracias a avances que pueden permitir que los dispositivos se carguen directamente a través de sus pantallas.
Un equipo de investigación de la Facultad de Ingeniería Química y Energética del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNISTA) ha desarrollado células solares transparentes que pueden integrarse en las superficies de vidrio de dispositivos móviles, automóviles y edificios, proporcionando una forma perfecta y eficiente de generar energía a partir de la luz solar.
Energía del futuro respetuosa con el medio ambiente
Dirigido por el profesor Kwanyoung SEOla célula solar transparente y el módulo tienen una apariencia similar al vidrio, incoloro y transparente. El equipo logró esto mediante el uso de un diseño de “contacto trasero universal”, que coloca todos los componentes de la célula solar en la parte trasera, asegurando que el frente permanezca visualmente sin obstáculos. Los investigadores también desarrollaron la tecnología de modularización sin costuras, que elimina los espacios entre las células solares y elimina la necesidad de cables metálicos opacos, los cuales anteriormente comprometían la apariencia de las células solares transparentes.
El módulo de célula solar transparente de 16 centímetros cuadrados creado por el equipo logró una alta eficiencia, con una transmitancia de entre el 20 % y el 14,7 %, y cargó con éxito un teléfono inteligente utilizando luz solar natural, lo que demuestra el potencial del uso de pantallas como fuente de energía.
“Este estudio resolvió fundamentalmente el problema estético del método actual de formación de células solares mediante el diseño de la nueva estructura del dispositivo”, señalaron el investigador Jeonghwan Park y el profesor asistente de investigación Kangmin Lee. “Ofrece la posibilidad de utilizar células solares de silicio transparente en diversas industrias, como por ejemplo en pequeños electrodomésticos, así como en edificios y vidrios para automóviles”.
El profesor Seo añadió: “Hemos abierto una nueva vía para la investigación de modelos, que es esencial para la comercialización de células solares de silicio transparentes. Planeamos continuar con la investigación para que las células solares transparentes se conviertan en una tecnología clave en la industria energética respetuosa con el medio ambiente. futuro.”
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El estudio fue publicado en Actas de la Academia Nacional de Ciencias (con gente).
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