El cartílago es un tejido conectivo flexible compuesto por condrocitos, dispuestos sobre una matriz formada básicamente por colágeno tipo II, proteoglicanos y elastina. La degeneración del cartílago articular es la causa de enfermedades degenerativas, como la osteoartritis. Debido a que esta enfermedad, en el año 2020, representará la cuarta causa de discapacidad a nivel mundial, muchos grupos de investigación están interesados en identificar compuestos químicos capaces de promover la regeneración endógena de este tejido. Actualmente, los tratamientos aplicados para el tratamiento de la osteoartritis resultan más que en su curación, en el aplacamiento de los síntomas, y normalmente, los pacientes necesitan ser intervenidos quirúrgicamente. Hasta la fecha se han descrito algunas estrategias para reparar el cartílago dañado, tales como la técnica de microfractura o el trasplante de células madre mesenquimales derivadas del propio paciente. Aún así, estas estrategias resultan invasivas, y de alto coste. Por otro lado, la efectividad de estas prácticas depende de la edad del paciente, así como de su situación de salud general. Por estos motivos, desde el Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona están interesados en la identificación de compuestos químicos capaces de promover la regeneración del cartílago. Estos compuestos, combinados con el trasplante de células mesenquimales o la técnica de microfractura, podrían representar una mejora sustancial para la vida de estos pacientes.
Las células madre embrionarias (CME) poseen la capacidad de poder diferenciarse a más de los doscientos tipos celulares presentes en nuestro organismo. En un primer momento se pensó que el transplante de CME diferenciadas al tipo celular afectado durante el transcurso de una patología, permitiría restablecer la función celular perdida y la curación de enfermedades degenerativas. Sin embargo, el uso de las CME en el campo de la terapia celular y de la medicina regenerativa presenta un gran problema: el rechazo inmunológico después del trasplante. Las células madre de pluripotencia inducida (iPS) resuelven este problema ya que permiten el desarrollo de terapias celulares inmunocompatibles (donde el propio paciente es su propio donante) mediante la sobre-expresión ectópica de únicamente cuatro factores de transcripción (Oct4, Sox-2, Klf4 y cMyc). La obtención de células iPS-paciente-específicas nos puede ayudar a entender los mecanismos subyacentes al desarrollo de la enfermedad así como la posibilidad de testar fármacos y compuestos aún no comercializados que pueden llegar a ser específicos para cada paciente.
Debido al potencial terapéutico de las células iPS en el campo de la medicina regenerativa y la ingeniería de tejidos, desde el CMRB están interesados en el establecimiento de plataformas celulares para el modelaje de patologías de cartílago y hueso. De la misma manera, la combinación de la tecnología iPS con el screening de compuestos químicos con potencial terapéutico, nos puede ayudar a identificar y desarrollar fármacos que promuevan la regeneración del cartílago. Tomando ventaja de nuestra experiencia en la derivación de líneas iPS y la generación de líneas reporteras para genes específicos de tejido, se han desarrollado en el laboratorio líneas iPS reporteras que expresan la proteína GFP bajo el promotor del colágeno II. El trabajo ha sido publicado recientemente en la revista “Protein & Cell” (Protein & Cell 2012, 3(12):934-942). En el artículo se muestra que siguiendo esta metodología, se ha desarrollado una plataforma para el screening de compuestos capaces de promover la expresión de colágeno II. Las observaciones ponen en evidencia el potencial terapéutico de las líneas iPS, así como su aplicación en la búsqueda de fármacos paciente-específicos para el tratamiento de patologías osteo-articulares. Actualmente estamos trabajando en la validación de los compuestos identificados en la diferenciación de células iPS de pacientes con osteoartritis. Este tipo de aproximaciones va a permitir la identificación y desarrollo de fármacos para el tratamiento futuro de éstas y otras patologías, así como para la generación de una medicina a la carta, específica para cada paciente.
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