PRÀCTIQUES INTERACTIVES AMB MÈTODES D'APLICACIÓ DE LES CÈL·LULES MARE DE LA WEB D'EDHEADS

En l’activitat interactiva d’Edheads(www.edheads.org), es dona el cas de que volen probar dos estratègies que estan sent provades clinicament amb persones humanes per primera vegada. S’ha de determinar quin dels productes o tècniques té un millor resultat en els pacients. Les dues tècniques intenten solucionar els efectes causats per un atac de cor o altres malalties cardíques. Es va observar que després d’un atac de cor, en el que les cèl·lules cardíaques queden danyades, cosa que causa un mal funcionament del cor, apareixen algunes cèl·lules mare al voltant de l’òrgan. Tot i així, aquestes no es mantenen durant gaire temps en aquest lloc i, per tant, només reparen danys menors. S’ha plantejat si es podria augmentar el temps i la quantitat d’aquestes cèl·lules en el teixit de manera que poguessin fer millor la seva funció.

S’ha demostrat que sí que ajuden ja que:

·Augmenten la quantitat de venes que porten sang al teixit cardíac

·Es diferencien en cèl·lules del teixit cardíac, renovant-les.

·Ajuden a que no morin més cèl·lules danyades i ajuden a la seva recuperació

·PRIMER SISTEMA:

Consisteix a extreure cèl·lules mare del moll de l’os del pacient i injectar-les al cor. La funció que fan allà és exactament la mateixa que feien les cèl·lules mare que havien descobert anteriorment, però al estar en major número, la reparació és major.

L’extració del moll de l’os del pacient es fa mitjançant un procès anomenat bone marrow aspiration. Que consisteix a utilitzar una agulla per extreure moll de l’os líquid de una part de la pelvis. Aquesta mostra després s’envia al laboratori per tal de netejar-la i centrifugar-la i poder separar les cèl·lules mare que són la part que necessitem. Injectem aquestes cèl·lules al pacient mitjançant un procès de caterització. S’entra el càteter per l’artèria femoral dreta, es fa pujar per l’aorta, fent-lo passar després per la valvula aortica del cor i al ventricle esquerre. Durant aquest procès s’ha de tenir molta cura, perquè si perforessim la paret arterial, el pacient moriria a causa d’hemorragies internes. Per tant, s’ha d’injectar les cèl·lules mare justament en la zona límit entre el teixit mort i el teixit sà, que es diferencien pel color, blanc i vermell. 

·SEGON SISTEMA

Aquest sistema es basa en aprofitar el propis mecanismes del cos de reparació, amb la única diferència que s’intenta accelerar aquest procés i el seu resultat.

El cos per sí mateix quan pateix un infart de miocardi, un tall etc envia una senyal anomenada SDF1. Aquesta senyal provoca que algunes cèl·lules mare adultes es desplacin cap a la zona afectada i la reparin ( vascularització del teixit, prevenció de la mort cel·lular, diferenciació) per tant, la teoria d’aquesta tècnica diu que si augmentem el SDF1 en la zona del teixit cardíac i el fem durar més temps el teixit es repararà per si sol amb un èxit superior.

Tot i això, es figuren una sèrie de problemes amb aquest sistema:

-En primer lloc,  el cos només produeix SDF1 durant uns dies just després de l’infart.

- En segon lloc, el SDF1 només durarà una estona si l’injectem directament al cor.

Per tant, necessitem un mètode que incrementi la producció normal de SDF1; el mètode que s’utilitza és la injecció de plàsmits que continguin la informació de producció de SDF1.

Aquest procès es fa mitjançant uns catèters que s’introdueixen per la artèria aorta desdel fèmur fins anar a parar a les auricules . Aquest sistema té el risc que si es perfora la paret de l’arteria el pacient pot morir per una hemorràgia interna.

 

ENTREVISTA A LA DOCTORA BEGO ARAN

A continuació, hi ha una entrevista que vam fer a la Dra. Begoña Aran del Banc de Línies Cel·lulars del PRB després de la classe que ens va fer sobre cèl·lules mare.

1. Com preveu que la utilització de les cèl·lules mare afectarà la societat del futur?

Jo crec que les cèl·lules mare (CM) no seran la solució a tots els problemes de salut del futur, però si penso que trobaran al seu lloc en el tractament de determinades patologies i que tindran un paper important. Crec que encara hem de trobar quin és el tipus de CM més adequat per a cada indicació. Les CM afectaran a la societat en el sentit que es podran tractar determinades malalties que ara són incurables o comporten una qualitat de vida molt dolenta.

2. Els investigadors estan d'acord que hi ha hagi un comitè ètic que reguli els projectes sobre cèl·lules mare?

Si. La majoria dels investigadors estan d’acord amb el paper dels Comitès d’Ètica.  Els investigadors estan al servei de la societat, posen els seus coneixements al servei de la societat. Els Comitès d’Ètica són una representació de la societat, això si  amb els coneixements adequats per decidir el que pot ser profitós per la societat tenint en compte els principis de beneficència i no-maleficència.

3. Realment tot el problema ètic que es planteja últimament amb les cèl·lules mare, afecta d'una manera directa i determinant en el desenvolupament de noves tècniques o simplement en la investigació amb aquestes i els seus possibles fins?

El problema ètic que afecta  a les CM embrionàries degut a l’utilització d’embrions humans pot arribar a afectar el desenvolupament de noves tècniques. Recentment la Cort de Justicia de l’Unió Europea va acceptar la demanda de Greenpeace en contra una patent presentada per el professor Oliver Brüstle que descrivia la metodologia per la diferenciació a un determinat tipus cel·lular a partir de CM embrionàries humanes.  La Cort va donar la raó a Greenpeace al·legant  un article d’una Directiva Europea que diu que “els embrions humans no es podran utilitzar per a us industrial o comercial”.

La qüestió es si qualsevol metodologia que impliqui la utilització de CM embrionàries humanes estarà exclosa de patent. (Jo, personalment, considero que no és el mateix un embrió que una línea de CM embrionàries).

 Sabem que perquè una teràpia arribi a tothom ha d’estar implicada la industria farmacèutica. La industria no posarà diners en la recerca si no veu un benefici a curt o mig termini. I sense patents, la industria farmacèutica no estarà interessada en invertir diners en recerca.

Per tant, si que pot afectar, i molt!

4. De la mateixa manera que és possible aconseguir cèl·lules i teixits especialitzats a partir de cèl·lules mare és possible crear un òrgan sencer, com per exemple un cor, a partir de cèl·lules mare? Si és possible com es duu a terme?

S’ha aconseguit, amb cors de porc, eliminar totes les cèl·lules del cor i deixar no més la estructura del cor, i s’ha “reconstruït” el cor amb cèl·lules mare mesenquimals del propi porc i  que aquest “cor reconstruït” bategui.

Ara s’està començant a fer proves amb cors humans no aptes per trasplantament. L’estudi està en una fase molt experimental i falta molt encara per que aquest cor reconstruïts es puguin utilitzar per teràpia. L’avantatge de la tècnica seria que al utilitzar cèl·lules mare mesenquimals del propi pacient no hi hauria rebuig. A més es podrien utilitzar cors que actualment no son aprofitables per trasplantaments. Tindríem mes òrgans per trasplantar.

5. A partir de cèl·lules mare, es pot crear un individu?

 No, no es pot. Aquesta és la diferència entre cèl·lula totipotent i pluripotent. Les CM embrionàries són pluripotents. Un zigot o qualsevol cèl·lula d’un embrió fins a l’estadi  de 8-10  cèl·lules és totipotent.

6. En quines circumstàncies un teixit creat a partir de cèl·lules mare crea rebuig al pacient que li són implantades?

Quan no són genèticament idèntiques al receptor. Si no es pren tractament immunosupressor.

7. Si les cèl·lules mare es diferencien segons el medi en el que es troben, com pot ser que en un teixit cardíac en creïn, a vegades, altres cèl·lules, com ara del teixit epitelial?

Perquè tot i que l’entorn te molt a veure en la diferenciació, no és el mateix un medi de cultiu a una placa de Petri al laboratori, del que saps tots el components que un teixit determinat.

8. He llegit que hi ha una possibilitat de crear cèl·lules encapsulades, que porten una membrana sintètica que permet solucionar molts dels inconvenients que porten aquestes cèl·lules mare, Ja s'ha dut a terme o és només una hipòtesi? Com funciona exactament? Com es crearia i es col·locaria aquesta membrana?

Jo he llegit que s’ha utilitzat membranes d’alginat per encapsular cèl·lules productores d’insulina per tractar pacients amb diabetis. Pel que he llegit s’ha tractat pel moment un sol pacient.

Es tracta d’una membrana porosa que deixa passar els nutrients de l’exterior i sortir l’insulina del interior, però no deixa entrar els anticossos, i per tant no hi ha rebuig.

De tota manera, algun problema deu haver-hi perquè la publicació del tractament d’aquest pacient és del 2007. Si no han tractat cap pacient més, deu ser que alguna cosa no funciona, encara que no ho diguin...

9. També he llegit que hi ha un grup d'investigació que va aconseguir el següent, a partit de cèl·lules mare i coral."Otro grupo ha usado una combinación de trozos de coral (una cerámica natural de carbonato cálcico) con células madre mesenquimales para generar implantes ortopédicos que lograron curación al menos parcial de lesiones óseas en ovejas. Al cabo de varios meses tras la implantación, estos composites de coral se habían remodelado como huesos maduros, e incluso habían logrado su fusión completa con el hueso nativo. Parece ser que parte del éxito se debe a que el coral suministra una matriz porosa tridimensional reabsorbible, que permite la infiltración y organización de las células repobladoras."
S'ha provat més aquesta tècnica? Ja ha estat provada amb humans?

No se si aquesta tècnica en concret s’ha assajat ja en humans. Però es cert que s’estan provant diferents estructures de diferents components que actuen com a matrius que aguanten i donen l ‘estructura en 3D que es necessita en molt casos. Les cèl·lules es situen “repoblant” aquestes matrius. S’està utilitzant sobretot en traumatologia.

LES CÈL·LULES MARE, CONFERÈNCIA DE LA DOCTORA BEGOÑA ARAN

QUÈ SÓN LES CÈL·LULES MARE:
Les cèl·lules mare són cèl-lules que no han estat diferenciades en ninguna línia cel·lular i per això tenen la capacitat potencial de convertir-se o esdevenir qualsevol tipus de cel·lula de l'organisme. Així doncs, aquestes poden esdevenir una font terapèutica molt important per aquelles malalties provocades per la disfuncionalitat d'algunes cèl·lules. 
Es consideren cèl·lules multi o pluripotens per aquesta capacitat que tenen. Les dues característiques principals que tenen són la capacitat d'autorenovació i la capacitat de diferenciar-se en qualsevol línia cel·lular. Considerem aquestes com una eina essencial per a la recerca. 

Les cèl·lules mare poden obtenir-se o trobar-se en els embrions, en els teixits fetals (en el cordó umbilical, en la placenta) i en teixits adults.

OBTENCIÓ DE LES CÈL·LULES MARE:

Per tal d’obtenir les cèl·lules mare i aconseguir la derivació en diferents lineas cel·lulars cal aillar la massa cel·lular interna d’un embrió. 

Primer de tot, es tracten els embrions 5-6 dies. Aquesta massa interna donaria lloc a un fetus in vivo, si s’implanta. El desenvolupament in vitro permetra el creixement de les CME ( autorenovació i pluripontencialitat)  aquestes poden derivar a qualsevol tipus de cèl·lula mitjançant un procés de diferenciació. 

El procés que es segueix és el següent: 

APLICACIÓ DE LES CÈL·LULES MARE:

Les cèl·lules mare, al ser capaces de produir noves cèl·lules diferenciades es poden aplicar per regenerar teixits morts o substituir cèl·lules que funcionen de manera incorrecta o anòmala en un òrgan. Aquesta possible funció de les cèl·lules mare ha donat lloc al naixement de la medicina regenerativa, que és la que intenta curar una determinada malaltia que és causada pel mal funcionament o la falta de cèl·lules en un determinat teixit. En aquest cas, les cèl·lules mare podrien solucionar malalties com la diabetis de tipus I, el Parkinson, les cremades, l’Alzheimer, algunes lesions medul·lars i altres, com la regeneració del teixit cardíac després d’un infart de miocardi o reemplaçament d’ossos o cartílags danyats, que és la que sembla que es durà a terme abans.

Es podrien fer transplantaments i reemplaçaments de teixits sense tenir els problemes actuals, pocs donants compatibles, necessitats d’immunodepressors, els efectes secundaris, com risc d’infecció, càncer,... ja que es podrien fer autotrasplantaments, utilitzant cèl·lules del mateix pacient per generar els nous òrgans o teixits. D’aquesta aplicació està naixent la Enginyeria Cel·lular.

Guardar les cèl·lules mare del cordó umbilical dels embrions en un banc de cèl·lules mare permetria el donant o familiars de poder obtenir aquestes cèl·lules mare en el cas que necessitessin qualsevol de les teràpies explicades.

També té una aplicació molt important que consisteix a la possibilitat de poder provar els nous medicaments amb elles, de manera que es podrien eliminar moltes fases de les proves.

Fins ara, s’ha provat que les cèl·lules mare embrionàries de ratolí funcionen molt bé a l’hora de manipular la informació genètica i per tant, permetrien poder canviar la informació d’una persona que tingués una malaltia causada per un error en l’ADN. He trobat un exemple que ho explica molt bé:  “Imaginemos el caso de un paciente aquejado de anemia falciforme o talasemia (enfermedades genéticas que afectan a la hemoglobina). Se realiza la transferencia de núcleo somático a óvulos, se desarrolla el blastocisto artificial, se aislan las células madre y se manipulan por ingeniería genética para corregir el defecto. Una vez asegurados de que el gen se ha insertado correctamente (por recombinación homóloga) y se puede expresar, se induce la diferenciación de las ES hasta células sanguíneas o sus precursores pluripotentes, que podrían recolonizar la médula ósea, y se curaría la enfermedad de modo permante.”

Una de les possibles solucions als problemes que presenten les cèl·lules mare és la de les cèl·lules encapsulades. Això permetria que les noves cèl·lules creades a partir de cèl·lules mare estiguessin a l’organisme a l’interior d’una membrana sintètica amb permeabilitat selectiva, que fa que aquesta no afecti tant directament a l’organisme i que estigui més protegida i permet l’intercanvi i a més poden ser dissenyades per produir substàncies que tinguin finalitat terapèutica. 

QUESTIONNAIRE OF GATTACA

GATTACA

In the not too distant future, genetic engineering has advanced as to design our children to make them genetically perfect. In this new society a new type of social stratification is born based on the genetic qualities of the individual. The struggle of an individual born in a natural way to realize his dream of travelling into space, privilege only reserved for the genetically perfect, discusses the limits of human ability, which marks the boundaries of our genome and possibilities offered by the environment in which we live.

Questionnaire

1.   In the future world of Gattaca, how are the so-called "valid" created?

The valid are those people whose genes have been chosen by their parents before they are born. They do this process by an in vitro fecundation and chosing the individuals with better characteristics.

2.   Who are the non-“valid”?

Those people who aren’t created this way, they are conceived naturally.

3.   Why is the star shower every day and rubbed his body with stones?

So that none of his real cells could fall and somebody could find out his real identity.

4.   What is the difference between genotype and phenotype? Is there a perfect genotype? Explain your answer.

The genotype is the characteristics that your genes have and the phenotype is how these genes are shown in your body. The perfect genotype doesn’t exist because there are always mutations.

5.   These are the two statements we can see at the beginning of the film with the credits. Why do you think the director has chosen them? Discuss.

"Look at God's work. Who can fix up what he twisted? "Ecclesiastes

"Not only think to manipulate Mother Nature, I think Mother wants to do" Willard Gayla

To introduce the topic the film is going to talk about. The director expects to set an “environment” and to start the debate. Both sentences agree with the changes humans have made to the way they are.

6.   In the credits at the beginning of the film, microscopic objects are extended, what are they? Why do we include them at the beginning of the movie?

They are part of Vincent’s body, like hair that he cuts or part of his beard, the eyelashes. It is what he has to do to make sure that no one can recognize him because of his real genes.  It is included at the begginig of the movie to show the obsession Vincent has with that.

7.   Discuss the following statements from the film:

"I do not understand why my mother put faith in God's hands instead of a

geneticist"

"I just I'll give my body but I did give you your dream"

"I never book anything in return" (swimming race)

·In the world where Vincent lives, it makes no sense to trust God, when the geneticist have everything to make their lives easier.

·That by giving him his body, he will be able to achieve his dream.

·He never kept any energy for the way back. It means that the only thing he cared about was winning, it didn’t matter if he could go back again

8.   The movie uses the word “geonisme” to name genetic discrimination. Have you ever heard the word eugenics? Do you know what it means?

Investigate whether any State has applied to the contemporary population.

Eugenics is a scientific movement that wants to modify the human’s genes to improve the life’s quality.

In China there is a law which doesn’t let people with mental or genetic illnesses get married.   In Israel, parents can see if their unborn baby has any illness. In case they have one, their parents can chose not to have it, because they want to eliminate the genes that cause these illnesses from the population. It is also used in some states of the USA, where you couples have to go through a blood test to see if they have any illness like syphilis.

9.   What would our attitude be if we could choose not only the sex of our children, but also the colour of their skin, their intellectual capacities and widespread, its future? What role would “ethics” play when taking such decisions? What role would the nature have? Will everyone have access to these biotechnologies?

I think nobody should be able to use a modification in their child’s genes only to change it’s hair colour or the colour of the eyes. If you used genetic modification to increase the child’s intellectual capacities, you would be creating a “race” wich would be superior to other chills, and a situation like the one on the film would appear, as only the rich families would be able to give their children this qualities and all the other children would have lower capacities. I think ethic will be the only thing that can stop this from happening, as it is the only reason why the parents won’t give their child the best future they can buy.

If this happened, nature wouldn’t have any role, as everything in humans would be chosen by humans. Not everybody would have access to these new possibilities, and genoism would appear.

10. Comment on the following statement from a French film magazine about the film. "The film has no chance role in procreation, then there is no procreation itself, because the whole development of the fetus is scheduled scientifically, under the eye of geneticists and controlled by computers that analyze, organize and scheduled the final product: the baby "

It talks about the films main topic, the creation of perfect babies. Nothing will be left to chance, everything in the baby will be chosen before it is born.