Un estudio muestra que las células madre pluripotentes inducidas por humanos mejoran la agudeza visual y la salud vascular

Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana, en colaboración con la Universidad de Alabama en Birmingham y otras cinco instituciones, están investigando nuevos enfoques de medicina regenerativa para controlar mejor las complicaciones vasculares de la diabetes tipo 2 que algún día podrían ayudar a la reparación de los vasos sanguíneos en el ojo entre los diabéticos. pacientes con disfunción vascular retiniana temprana. Estas estrategias de investigación incluyen la identificación y el uso de nuevos métodos para diferenciar o madurar células madre pluripotentes inducidas por humanos (hiPSC) en el subconjunto específico de células del mesodermo que muestran propiedades reparadoras vasculares.

«Las enfermedades vasculares afectan a cientos de millones de personas en el mundo», dijo Chang-Hyun Gil, MS, Ph.D., becario postdoctoral en el Departamento de Cirugía y coautor principal del estudio. «En este estudio, nos enfocamos en el vaso de la retina en la diabetes tipo 2. Nuestros resultados demuestran la derivación segura, eficiente y sólida del subconjunto de mesodermo específico derivado de hiPSC para su uso como una terapia novedosa para rescatar tejidos isquémicos y reparar vasos sanguíneos en personas con enfermedades vasculares. Los resultados proporcionan una base para un ensayo clínico de fase temprana».

En el estudio multicéntrico de fase temprana publicado recientemente en Avances de la ciencia, los investigadores reprogramaron genéticamente células sanguíneas periféricas diabéticas y no diabéticas en hiPSC y maduraron las células hasta convertirlas en células reparadoras de vasos sanguíneos especiales. Tras la inyección en modelos animales con disfunción retiniana murina diabética tipo 2 (T2D), los resultados mostraron una mejora significativa en la agudeza visual y electrorretinogramas con restauración de la perfusión vascular. Supusieron que las células reparadoras vasculares derivadas de hiPSC pueden servir como fuente de precursores endoteliales que mostrarán propiedades reparadoras de vasos in vivo en estos sujetos diabéticos.

«A diferencia del uso de células madre embrionarias (ESC), las hiPSC modificadas genéticamente no conllevan los desafíos éticos que las ESC poseen que limitan su posible uso, y las hiPSC se reconocen cada vez más como una alternativa viable en el diseño y la aplicación de estudios como terapia celular para humanos. trastornos», dijo Gil.

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de los EE. UU., más de 37 millones de personas en los Estados Unidos tienen diabetes⁠, más del 11 % de la población de los EE. UU. Además, las complicaciones relacionadas con la diabetes han aumentado entre los adultos jóvenes de 18 a 44 años y los adultos de 45 a 64 años. Estas complicaciones causan trastornos metabólicos importantes que dañan los sistemas cardiovascular, visual, nervioso periférico y renal al dañar pequeños y grandes microvasos que alimentan estos tejidos. En 2019, más del 11 % de los adultos mayores de 18 años reportaron problemas graves de visión o ceguera y más de 1,87 millones de adultos fueron diagnosticados con enfermedades cardiovasculares graves.

«Este trabajo del Dr. Gil representa un avance monumental en la aplicación de células madre pluripotentes inducidas en el tratamiento de las complicaciones de la diabetes», dijo Michael P. Murphy, MD, profesor de investigación de biología vascular de la Cryptic Medical Research Foundation en la Escuela de Medicine, cirujano vascular de IU Health y Eskenazi Health y coautor del estudio.

Los investigadores convirtieron hiPSC en un subconjunto de mesodermo específico que se enriqueció para generar células endoteliales con propiedades reparadoras de vasos similares a las células formadoras de colonias endoteliales (ECFC). Las células endoteliales son células que se encuentran en el revestimiento interno de los vasos sanguíneos, los vasos linfáticos y el corazón y son un componente importante en la regulación de la función vascular y las reacciones inflamatorias. Las células endoteliales controlan el flujo sanguíneo y regulan la transferencia de proteínas de la sangre a los tejidos.

Gil dijo que el subconjunto de mesodermo específico que expresa KDR, NCAM1 y APLNR (KNA⁺ mesodermo) exhibe una mayor capacidad para diferenciarse en ECFC y formar vasos sanguíneos funcionales in vivo y que las poblaciones de mesodermo corrigen la vasodegeneración de los vasos retinianos lesionados. Los electrorretinogramas indican una función mejorada de la retina neural y los estudios de nistagmo optocinético muestran una visión mejorada.

«El siguiente paso traslacional del trabajo es transferir los protocolos de investigación informados para la diferenciación de hiPSC a S^–KNA⁺ células en procesos de fabricación a gran escala», dijo Mervin C. Yoder, MD, distinguido profesor emérito y asesor de investigación del Centro de Medicina e Ingeniería Regenerativa de Indiana. Yoder es otro coautor del estudio y es el fundador científico de Vascugen, una empresa impulsada para avanzar en los tratamientos para condiciones potencialmente mortales causadas por condiciones microvasculares.Vascugen, Inc., a través de la Oficina de Innovación y Comercialización de la Universidad de Indiana, ha autorizado aspectos seleccionados de este trabajo, que se centran en el desarrollo de células reparadoras vasculares a partir de células madre pluripotentes inducidas. células.

Otra coautora del estudio es Maria B. Grant, MD, ex profesora de Oftalmología Marilyn Glick en la Facultad de Medicina de IU Eugene y Marilyn Glick Eye Institute y actual cátedra de oftalmología en la UAB. Grant dijo que este es un estudio altamente traslacional que es una continuación de una subvención en la que ella y Yoder han estado trabajando durante los últimos 20 años con respecto a las células madre y cómo se pueden usar para reparar los vasos sanguíneos del ojo. Si bien las hiPSC pueden tardar mucho en crecer, el equipo de estudio simplificó el proceso para acortar el tiempo de crecimiento y hacerlas más factibles de traducir en una terapia humana para reparar los vasos sanguíneos del ojo.

«En la UAB, tomamos las células madre y las células hiPSC y las estudiamos», dijo. «La ciencia es realmente ciencia en equipo. Aporto toda la experiencia visual y algo de experiencia con células madre, y el Dr. Yoder aporta mucha experiencia con células madre. Es una colaboración complementaria».

«Quiero expresar mi mayor agradecimiento al Dr. Yoder, al Dr. Grant y al Dr. Murphy por su apoyo», dijo Gil. Recordará a Yoder por «su dedicación, pasión, paciencia y amabilidad» ya Murphy por apoyarlo para completar el estudio.

Otros sitios participantes incluyeron el Instituto Astellas de Medicina Regenerativa, la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston, el Instituto de Células Madre Ansary en Weill Cornell Medicine, el Instituto Casey Eye en la Universidad de Salud y Ciencias de Oregón y la Facultad de Medicina de la Universidad Konkuk.