final genetica y celulas madre
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GENTICA Y CLULAS MADRE
Sandra D`Innocenzo
Cristina Croce
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Temas
Definicin de clulas madre, tipos
Mtodos de obtencin
Aplicaciones
Legislacin
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Definicin
Son clulas que se encuentran en los organismos multicelulares, que tienen la capacidad de dividirse por mitosis.
Se dividen en dos clulas hijas: una clula es igual a la madre (autorrenovacin) y la otra clula puede diferenciarse.
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Tipos de clulas madre
Wikipedia, 2013
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Tipos de clulas madre
Totipotentes: pueden convertirse en clulas de todos los tejidos, incluida la placenta. Pueden dar lugar a un individuo, forma capas embrionarias y extraembrionarias. Cigoto
Pluripotentes: son las llamadas clulas madre embrionarias o ES cells (embryonic stem cells). Pueden formar las tres capas embrionarias. Se encuentran en la masa celular interna del blastocisto.
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Tipos de clulas madre
Multipotentes: slo pueden generar clulas de su misma capa embrionaria. Clulas hematopoyticas
Unipotentes: pueden diferenciarse en clulas de un solo tipo. Clulas musculares.
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Temas
Definicin de clulas madre, tipos
Mtodos de obtencin Aplicaciones
Legislacin
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Obtencin de clulas madre
Embriones congelados:
Blastmeros individuales
Reprogramacin de clulas somticas
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Problemas ticos
Rechazo de transplantes
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Reprogramacin de clulas somticas
Jaenisch, 2008
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Reprogramacin de clulas somticas
Por reprogramacin por factores de transcripcin definidos
Por transferencia de ncleos
Por fusin de clulas somticas y clulas madre embrionarias
Transdiferenciacin
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Induccin de stem cells por factores definidos
Cell Press, 2012
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24 genes
Takahashi, 2006
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iPS-MEF24
Stem cells pluripotentes inducidas a partir de fibroblastos embrinicos de ratn por 24 factores.
Anlisis: expresin de genes, cromatina, metilacin, etc.
RT-PCR: expresaron marcadores de ES cell
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Takahashi, 2006
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Oct3/4, Sox2, c-Myc y Klf4
Pruebas: RT-PCR, expresin de genes de ES cells, cromatina, metilacin iPS son similares a ES pero no idnticas. Combinaciones.
Prueba de pluripotencialidad: inyeccin subcutnea en ratn de iPS cells para formar teratoma.
Jaenisch,2008
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Tejidos presentes en teratomas derivados de iPS-MEF4 (tres capas germinales)
Takahashi, 2006
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iPS-TTFgfp4
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iPS-TTFgfp4
Se obtuvieron embriones, pero no ratones quimricos
Takahashi, 2006
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Conclusiones
iPS cells no son idnticas a las ES cells, como muestra su patrn global de expresin de genes y estado de metilacin.
Este es un importante paso en el control
de la pluripotencialidad, el cual podra permitir la creacin de clulas pluripotentes a partir de clulas somticas de pacientes. 2006
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Qu pasa con humanos?
HDF: fibroblasto drmico humano, proveniente de dermis facial de una mujer caucsica de 36 aos.
Pruebas: marcadores, telomerasa, promotores, silenciamiento de retrovirus
Cuerpos embrioides: observaron distintos tipos de tejidos de las 3 capas embrionarias.
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iPS-HDF4
Formacin de teratoma: iPS humanas transplantadas en ratn inmunodeficiente, forma tumor con varios tejidos
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Tejidos de teratoma
Takahashi, 2007
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Diferenciacin de iPS cells humanas en clulas cardacas, expresaron marcadores de cardiomiocitos.
Diferenciacin celular: por protocolos recientemente reportados, en
- Estructuras neuronales
- Cardiomiocitos
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Conclusiones
iPS humanas similares a ES cells en morfologa, proliferacin, expresin de genes, actividad de promotores y telomerasa, diferenciacin in vitro y formacin de teratoma
Aumentar proporcin de clulas transducidas
Disminuir riesgo de tumorignesis
Hepatocitos-seguridad- medicina regenerativa
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Resumen
Cell Press, 2012
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:
Cell Press, 2012
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Cuatro factores de transcripcin, GATA2, Gfi1b, cFos y ETV6 como los ms idneos para generar clulas precursoras de vasos sanguneos y la aparicin posterior de clulas hematopoyticas.
Utilizaron fibroblastos de ratn maduro
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Bancos de sangre de cordn umbilical
Pblicos o privados
Ventajas: tratamiento consolidado, fcil obtencin, bajo riesgo de infeccin, sin problemas ticos, 100% compatibilidad
Desventajas: no siempre funciona, no sirve para enfermedades congnitas.
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Malignidades: Leucemia linfoblstica aguda, Leucemia mieloblstica aguda, Leucemia mieloide crnica, Leucemia mieloide crnica juvenil, Linfoma no Hodgkin, Enfermedad de Hodgkin, Retinoblastoma, Liposarcoma, Neuroblastoma.
Sndromes mielodisplsicos
Sndromes de fallo medular: Anemia aplstica, Anemia de Diamond Blackfan, Disqueratosis congnita, Anemia de Fanconi, Trombocitopenia amegacarioctica, Sndrome de Kostmann.
Hemoglobinopatas: Anemia de clulas falciformes, Talasemia (Anemia de Cooley).
Desrdenes congnitos del metabolismo: Adrenoleucodistrofia, Enfermedad de Batten (ceroidolipofuscinosis neuronal), Enfermedad de Gnther, Mucopolisacaridosis (Sndrome de Hunter, Sndrome de Hurler), Enfermedad de Lesch-Nyhan, Sndrome de Maroteaux-Lamy.
Inmunodeficiencias: Enfermedad granulomatosa crnica, Sindrome de Omenn, Inmunodeficiencia combinada severa, Disgenesia reticular, Displasia tmica, Sndrome de Wiskott Aldrich, Enfermedad linfoproliferativa ligada al X.
Otras: Histiocitosis de clulas de Langerhans, Osteopetrosis.
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Reprogramacin de clulas somticas
Por reprogramacin por factores de transcripcin definidos
Por transferencia de ncleos Por fusin de clulas somticas y clulas
madre embrionarias
Transdiferenciacin
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Reprogramacin por Transferencia Nuclear
Primeros estudios datan del 1958 (Gurdon et al.)
El genoma se conserva durante el desarrollo
Las alteraciones del genoma en una clula diferenciada son reversibles
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Imitacin de la fecundacin reprogramacin del ncleo mediante componentes naturales del huevo
Problemas
baja eficiencia reprogramacin incompleta del genoma donante
dificultad de obtencin de ovocitos y cuestionamientos ticos
Reprogramacin por Transferencia Nuclear
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Reprogramacin de clulas somticas
Por reprogramacin por factores de transcripcin definidos
Por transferencia de ncleos
Por fusin de clulas somticas y clulas madre embrionarias
Transdiferenciacin
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Reprogramacin por fusin celular
+ tcnica estandar de cultivo, sencillo para estudiar mecanismos de reprogramacin
- aplicacin limitada por ser tetraploides
Halley-Stott, 2013
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Reprogramacin de clulas somticas
Por reprogramacin por factores de transcripcin definidos
Por transferencia de ncleos
Por fusin de clulas somticas y clulas madre embrionarias
Transdiferenciacin
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Transdiferenciacin
La identidad de la clula puede cambiar de un linaje a otro
Halley-Stott, 2013
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Temas
Definicin de clulas madre, tipos
Mtodos de obtencin
Aplicaciones Legislacin
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Aplicaciones de iPSCs
En ciencia bsica: estudiar enfermedades que no se pueden desarrollar en modelos animales
Para tratamientos: terapias especficas para el paciente
Alzheimer
Degeneracin del miocardio por infartos
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Alzheimer
Trastorno neurodegenerativo
Caractersticas determinadas post-mortem Placas de amiloide
Ovillos neurofibrilares (relacionados con la demencia)
Halley-Stott, 2013
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Modelos previos
Ratones: lograban inducir la formacin de la placa de amiloide pero no los ovillos neurofibrilares.
Neuronas fetales humanas: conflictos ticos
Utilizar iPSC de pacientes, diferenciadas a neuronas
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Enfoque experimental
Halley-Stott, 2013
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Paso a paso
Halley-Stott, 2013
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Resultados
Mason et al., 2012
Secrecin elevada de -amiloide en pacientes. En los casos de Alzheimer espordico no se puede predecir por anlisis genticos.
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Resultados
Mason et al., 2012
Mayor proporcin de Tau fosforilada en paciente. Mayor cantidad de quinasa activa en pacientes.
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Conclusin
Lograron obtener neuronas funcionales de los pacientes
Encontraron en stas los marcadores de Alzheimer
Estudios futuros con iPSC ayudarn a conocer los mecanismos de la enfermedad
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Introduccin de clulas madres cardacas mostraron mejoras en el miocardio daado
No mejoran directamente la capacidad contrctil del corazn
Miocardio infartado
Problema: cmo se realiza el implante
Solucin: generar lminas de tejido cardaco para implantar
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Procedimiento
Obtencin de iPSC (marcadas con DsRed) y diferenciacin en un medio especfico para miocardio
Seleccin de clulas diferenciadas con medio de cultivo DMEM-sin glucosa
MB en lminas por tratamiento trmico no enzimtico
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Seleccin de miocardiocitos
Mediante RT-PCR para marcadores cardacos Y confirmacin por inmunohistoqumica
Miki et al., 2012
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Resultados
Induccin del infarto
Anlisis de dao
Implante de MB
Induccin del infarto
Anlisis de dao
2 semanas despus
4 semanas despus
Engrosamiento de la pared daada
Supervivencia de MB
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Nuevo logro
Mejora en el rendimiento sistlico y antenuacin de la dilatacin diastlica
MB mejora directamente el rendimiento del corazn
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Conclusin
El tratamiento con iPSC es muy prometedor para insuficiencias cardacas
Ventaja: especfico para el paciente
Es posible obtener cultivos puros, evitando posibles tumores
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Temas
Definicin de clulas madre, tipos
Mtodos de obtencin
Aplicaciones
Legislacin
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Legislacin en U.S.A.
-1995 Clinton: prohibe el uso de fondos federales para
investigacin que resulte en la destruccin de embriones de cualquier origen. Fondos privados
-2006 Bush: veta la ley que elimina restricciones y el uso de embriones excedentes de fertilizacin in vitro.
-2009 Obama: remueve restriccin de fondos. Permanece prohibida la creacin de embriones humanos para investigacin y la investigacin en la cual embriones humanos se destruyen descartan o ponen en riego mayor que el permitido para investigacin en fetos en el tero. Cada estado tiene legislacin propia.
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Legislacin en U.S.A.
We will vigorously support scientists who pursue this research. And we will aim for America to lead the world in the discoveries it one day may yield.
Wikipedia, 2013
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Legislacin
Japn: el Consejo de Ciencia y Tecnologa vot para permitir a los cientficos investigar con clulas madre con fines teraputicos.
Sudamrica excepto Brasil: medidas restrictivas.
Argentina: los embriones deben ser considerados personas, con derechos y obligaciones, puesto que, para la legislacin argentina, la existencia de la persona comienza desde el momento de la concepcin, sea en el seno materno o fuera de l. Varios proyectos. Sin ley.
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Gracias!
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Referencias
Cell Press, 2013
Halley-Stott, R., Pasque, V., Gurdon, J.B. 2013. Development 140.
Jaenisch, R., Young, R. 2008. USA. Cell 132, 567-582.
Takahashi, K. y Yamanaka, S. 2006. Japn. Cell 126, 663-676
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Takahashi, K., Tanabe, K., Ohnuki, M., ichisaka, T., Tomoda K., Yamanaka, S. 2007. Japn-USA. Cell 131, 1-12.
Wikipedia, 2013
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Vocabulario
Cuerpo embrioide: agregado celular tridimensional, que tiene clulas de las 3 capas germinales.
Quimera: ser vivo que posee dos tipos de clulas diferentes, cada una con distinta constitucin gentica. Las clulas de rganos o zonas distintas del cuerpo tienen distinto ADN, como si fueran dos personas en una sola.
Teratoma: es un tumor encapsulado con componentes de tejidos u rganos que recuerdan los derivados normales de las tres capas germinales.
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