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Científicos descifran cómo las células madre liberan su potencial terapéutico

Las células madre son tomas de todos los oficios, capaces de aliviar las consecuencias de patologías tan diversas como ataques cardíacos, accidentes cerebrovasculares y cáncer. Sin embargo, las terapias con células madre se han visto obstaculizadas por los posibles efectos secundarios, que con frecuencia son difíciles de predecir. Una forma de evitar este enigma es entender cómo las células madre evocan sus efectos terapéuticos y luego tratar de imitarlos.

En un nuevo estudio, investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencia Aplicada de la Universidad de Yale (Estados Unidos) lograron hacerlo, abriendo la puerta a nuevos tratamientos sin células madre inspirados en los efectos de un ataque cardíaco.

La clave fue descifrar el lenguaje de las células madre, codificado por los diversos productos químicos secretados por las células. Dirigido por el laboratorio de Andre Levchenko, profesor de Ingeniería Biomédica en Yale, un estudio publicado esta semana en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences examinó por primera vez la dinámica de las secreciones de las células madre en respuesta a diferentes tipos de estrés.

Utilizando una combinación de microfluidos desarrollada en el laboratorio de Levchenko y modelado por computadora, los investigadores crearon una plataforma para registrar en profundidad el cóctel dinámico de las secreciones de células madre, decodificando las formas precisas en que se organizan las palabras y los mensajes de estas células, ya que aportan una vida útil a las células dañadas del corazón. Este análisis reveló la existencia de un mundo más amplio respecto a la comunicación celular en nuestros cuerpos.

«Las células se comunican de diferentes maneras, incluso utilizando las moléculas que secretan«, dijo Levchenko, director del Instituto de Biología de Sistemas de Yale en el Campus Oeste de Yale. “Sospechamos que la dinámica de la secreción era una parte importante del rompecabezas y buscábamos una forma sencilla de entenderlo. Los resultados fueron sorprendentes, especialmente cuando examinamos las células madre adultas, que se sabe que interactúan activamente con muchos otros tipos de células«.

La comunicación entre las células es necesaria para mantener la mayoría de las funciones en el cuerpo y también puede ayudarle a este a responder adecuadamente a una señal externa, como una dolencia o lesión. La tecnología actual solo permite tomar instantáneas amplias de estas secreciones de proteínas.

«Esto es similar a detectar qué palabras se pronunciaron en una oración, pero sin saber realmente su ubicación, la inflexión y el tono del mensaje«, dijo Kshitiz, profesor asistente de ingeniería biomédica en la Universidad de Connecticut y primer autor del artículo. . «La comprensión actual del lenguaje de comunicación entre las células es, por lo tanto, muy limitada y no captura la complejidad de los mensajes involucrados«.

Las células, observaron los investigadores, son lo suficientemente flexibles como para cambiar su comportamiento dependiendo de la lesión presente. Los científicos descubrieron que las células madre solo actúan como «buenos samaritanos» cuando ven tejido lesionado.

En el estudio, financiado por la Asociación Americana del Corazón y el Instituto Nacional del Cáncer, Kshitiz, Levchenko y sus colegas intentaron preparar el cóctel secretado por las células madre utilizando compuestos sintéticos.

«El siguiente paso es decir: ‘¿Realmente necesitamos las células o podemos tomar ese cóctel o prestar atención a cómo los componentes del cóctel pueden cambiar con el tiempo y aplicarlo al tejido dañado?«, subrayó Levchenko.

El cóctel sintético resultó ser altamente efectivo para salvar las células del corazón inmediatamente después de una condición similar a un ataque cardíaco. Esto permitió la supervivencia de células que de otro modo habrían muerto y debilitado permanentemente el tejido del corazón, y condujo a la respiración de la función cardíaca en los animales. Este resultado sugiere de inmediato que puede ser posible crear terapias inspiradas en células madre que aborden de manera efectiva varias dolencias y guíen el camino para mejorar la supervivencia del paciente al tiempo que eliminan los efectos secundarios causados ​​por las propias células madre.

Vía: Yale School of Engineering and Applied Science

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