Investigadores de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, han desarrollado un nuevo método para la creación de células madre para el hígado y el páncreas que podría permitir el cultivo de ambos tipos de células en cantidades suficientes para su uso clínico. Con esta técnica, los científicos han sido capaces de hacer crecer una población pura de células madre específica para el aparato digestivo, según publica Stem Cell Reports.
Las 'células madre del aparato digestivo superior' podrían entonces desarrollarse aún más para producir células hepáticas o del páncreas. El método mejora de forma significativa las técnicas existentes para el cultivo de este tipo de células madre y plantea la posibilidad de que, con más trabajo, podrían cultivarse en grandes cantidades en biorreactores.
'Hemos desarrollado un sistema de cultivo celular que nos permite aislar específicamente a las células madre del aparato digestivo superior en el laboratorio', ha explicado el doctor Nicholas Hannan, de Wellcome Trust MRC Stem Cell Institute de la Universidad de Cambridge. Hannan dirigió el estudio, que se llevó a cabo en el laboratorio del Dr. Ludovic Vallier.
'Estas células tienen enormes implicaciones para la medicina regenerativa, ya que son los precursores de las vías respiratorias superiores, de tiroides, pulmón, vías biliares, páncreas y estómago. Ahora tenemos un sistema en el que puede ser capaz de crear todos estos tipos de células de la misma partida población'.
Como se informó en la revista Stem Cell Reports, el método también significa que los investigadores serán capaces de analizar el desarrollo embrionario de las células del aparato digestivo anterior con mayor profundidad. 'Ahora tenemos una plataforma desde la cual podemos estudiar los patrones de eventos tempranos que ocurren durante el desarrollo humano para formar los distintos órganos ', agregó Hannan .
El enfoque supone un gran avance porque supera algunos de los problemas que actualmente limitan las capacidades de los científicos de hacer crecer las células asociadas con el hígado, el páncreas y otras partes del intestino anterior en cifras suficientemente elevadas para uso clínico.
El crecimiento de las células madre comienza con las células madre pluripotentes humanas (hPSCs), con el potencial de transformarse o diferenciarse en cualquiera de las tres capas principales de células de las que todos los tejidos y órganos se desarrollan. Como estas células también se auto-renuevan, creando copias de sí mismas, ofrecen el potencial de proporcionar una fuente infinita de células clínicamente útiles para la medicina regenerativa.
Sin embargo, lograr esto supone que los científicos tienen que desarrollar métodos eficaces para poder influir en la diferenciación de hPSCs. Para hacer crecer células del hígado o de páncreas, hPSCs se diferencian en el endodermo, lo que proporciona una base de población de progenitores que los investigadores pueden tratar de desarrollar como células más especializadas.
Lamentablemente, el enfoque está lejos de ser perfecto y, en particular, es difícil producir una población pura y células 'contaminantes' de un tipo incorrecto se encuentra típicamente dentro del cultivo celular, lo que hace que sea difícil identificar las células diana para la diferenciación adicional en el laboratorio y puede complicar la aplicación de estas células en las terapias de trasplante. En algunos casos, hPSCs también producen un gran número de células contaminantes que convierten a la población precursora en inservible.
Para hacer frente a estas limitaciones, el equipo de investigación llevó a cabo un estudio detallado de las condiciones en las que las células madre se diferencian específicamente en el intestino anterior humano, la parte del sistema digestivo que se extiende desde la boca hasta el duodeno e incluye el hígado y el páncreas.
Mediante la manipulación de las vías de señales de las células, y variando el entorno en el que se desarrollaron y el sustrato sobre el que se cultivaron, fueron capaces de aislar el cultivo preciso necesario para la diferenciación. Cuando se desarrollaron poblaciones de células madre muy contaminadas bajo estas condiciones, los contaminantes eventualmente dejaron de proliferar y desaparecieron gradualmente.
La naturaleza universal de este sistema de cultivo da un paso hacia un sistema universal que podría ser utilizado para tratar cualquier célula que requieran los pacientes con fines de trasplante. El resultado fue un mucho más puro: la auto-renovación de la población de células madre del intestino anterior humano (hFSCs), de forma que las células generadas son verdaderas células madre debido a que son capaces de auto-renovarse y pueden diferenciarse hacia cualquier parte del intestino anterior.
Los autores también demostraron que estas células madre del aparato digestivo superior humano no forman tumores, lo que significa que se pueden inyectar de forma segura para los propósitos terapéuticos, sin tener efectos secundarios adversos.
El equipo está construyendo la investigación mediante el estudio de los mecanismos fundamentales que controlan la diferenciación de hFSCs específicamente como las células hepáticas o células pancreáticas para mejorar aún más la producción de estos tipos de células para la medicina regenerativa.