Las nuevas células madre podrían ser 'trasplantadas universalmente'
Los trasplantes son a menudo un punto de crisis, ya que existe una escasez global de órganos donados, pero también porque existe un alto riesgo de que el cuerpo del receptor rechace el órgano donado o el tejido trasplantado. Un nuevo tipo de células madre “universales” podría resolver algunos de estos problemas.
Los esfuerzos recientes de un equipo de investigadores de la Universidad de California (UC) en San Francisco se han centrado en la ingeniería genética de células madre pluripotentes que podrían evitar la respuesta inmunitaria del cuerpo y, por lo tanto, evitar el rechazo.
Hasta ahora, para evitar el problema de la escasez de tejido donado, los científicos han creado células madre a partir de células maduras y completamente desarrolladas que recolectan de la misma persona que necesita un trasplante. A estas las llaman "células madre pluripotentes inducidas" (iPSC).
Con las iPSC, los científicos esperan minimizar las posibilidades de que el cuerpo rechace estas células, que luego se especializarán y asumirán su nueva función, ya que el sistema inmunológico del receptor tiende a "etiquetar" el tejido del donante como un patógeno potencial y actuar contra él.
Sin embargo, incluso esta ruta ha estado plagada de muchos obstáculos y, sorprendentemente, incluso las células madre que los especialistas han diseñado a partir de las propias células de una persona se enfrentan regularmente al rechazo.
Además, los procesos de iPSC son difíciles de realizar y es aún más difícil reproducir intentos exitosos.
“Hay muchos problemas con la tecnología iPSC, pero los mayores obstáculos son el control de calidad y la reproducibilidad. No sabemos qué hace que algunas células sean susceptibles de reprogramación, pero la mayoría de los científicos están de acuerdo en que aún no se puede hacer de manera confiable ", señala el Dr. Tobias Deuse, autor principal del nuevo artículo de estudio que aparece en la revista. Biotecnología de la naturaleza.
"La mayoría de los enfoques de las terapias iPSC individualizadas se han abandonado debido a esto", señala el Dr. Deuse.
Ahora, por primera vez, los científicos de UC San Francisco creen que pueden haber encontrado una solución al adoptar un enfoque diferente que crea nuevas células madre "universales" que son pluripotentes. Esto significa que pueden diferenciarse en cualquier célula especializada dada, y no desencadenarán una respuesta inmune del cuerpo del receptor.
Diseñar la célula madre perfecta
“Los científicos a menudo promocionan el potencial terapéutico de las células madre pluripotentes, que pueden madurar en cualquier tejido adulto, pero el sistema inmunológico ha sido un impedimento importante para terapias con células madre seguras y efectivas”, explica el Dr. Deuse.
Además, como agrega la autora principal, la Dra. Sonja Schrepfer, aunque "[podemos] administrar medicamentos que suprimen la actividad inmunitaria y hacen que sea menos probable el rechazo, [...] estos inmunosupresores dejan a los pacientes más susceptibles a infecciones y cáncer".
Para tratar de superar estas deficiencias, el equipo de UC San Francisco utilizó una técnica de edición de genes que llaman CRISPR-Cas9, y modificaron la actividad de tan solo tres genes para "proteger" las nuevas células madre del sistema inmunológico y permitir el cuerpo para aceptarlos más fácilmente.
Los investigadores probaron estas células madre recientemente alteradas en modelos de ratón que diseñaron para simular los cuerpos de los receptores con una tendencia a rechazar los trasplantes, una característica que denominan "falta de coincidencia de histocompatibilidad", y con sistemas inmunitarios en pleno funcionamiento.
"Esta es la primera vez que alguien ha diseñado células que pueden trasplantarse universalmente y pueden sobrevivir en receptores inmunocompetentes sin provocar una respuesta inmunitaria", dice el Dr. Deuse.
Más específicamente, el equipo comenzó su proceso de ingeniería de células madre mediante la eliminación de dos genes que controlan la actividad de un conjunto de proteínas, el complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) de clase I y II, que envían señales al sistema inmunológico y pueden desencadenar un sistema inmunológico. respuesta.
Este primer paso fue intuitivo: las células sin los genes que codifican las proteínas del MHC no pueden emitir la señal que las "etiqueta" como "agentes extraños" para el sistema inmunológico.
Sin embargo, estas células no obtienen un "pase libre". Por el contrario, se convierten en el objetivo de un tipo de células inmunitarias especializadas que los científicos denominan células asesinas naturales (NK).
"Un producto que se puede aplicar universalmente"
Cuando los investigadores buscaron formas de impedir que las células NK ataquen a las células madre, encontraron que otra proteína de la superficie celular, la CD47, que normalmente mantiene a raya a otras células inmunitarias, también puede inhibir las NK.
El trabajo de laboratorio e in vivo confirmó que CD47 tenía la respuesta para repeler las células NK. Animado por estos éxitos, el equipo de investigación trasplantó las nuevas células madre, con dos genes silenciados y uno mejorado, en ratones especialmente diseñados que tenían elementos del sistema inmunológico humano para simular la respuesta inmunitaria en los seres humanos. Estos trasplantes tuvieron éxito y los cuerpos de los roedores no rechazaron las nuevas células.
Finalmente, el equipo fue un paso más allá, persuadiendo a las nuevas células madre pluripotentes para que se especializaran como diferentes tipos de células cardíacas. Una vez más, trasplantaron las células resultantes a ratones con un sistema inmunológico similar al humano.
Los investigadores informan que estos experimentos también tuvieron éxito, ya que las nuevas células cardíacas sobrevivieron durante mucho tiempo y se formaron en vasos sanguíneos simples y tejido del músculo cardíaco.
Todos estos hallazgos, argumenta el equipo, sugieren que los médicos podrían eventualmente usar tales células madre al tratar a las personas.
“Nuestra técnica resuelve el problema del rechazo de células madre y tejidos derivados de células madre, y representa un avance importante para el campo de la terapia con células madre”, enfatiza el Dr. Deuse.
“Nuestra técnica puede beneficiar a una gama más amplia de personas con costos de producción mucho más bajos que cualquier enfoque individualizado. Solo necesitamos fabricar nuestras células una vez y nos queda un producto que se puede aplicar universalmente ".
Dr. Tobias Deuse
