Células madre mesenquimales reparan daño ocasionado por neurotoxinas en un modelo animal

La investigación preclínica apoya el uso de células madre mesenquimales para tratar enfermedades neurodegenerativas.

Investigadores de la Universidad de Tel Aviv han introducido y seguido la trayectoria de células mesenquimales mientras las mismas migraron hacia las áreas dañadas del cerebro en un modelo neurotóxico de la enfermedad de Huntington con ratas.

Las células madre mesenquimales son células multi-potentes que pueden desarrollarse en distintas variedades de tipos de célula. Se encuentran principalmente en la médula ósea. Los investigadores, liderados por el Dr. Yoram Cohen, agregaron nanopartículas magnéticas de hierro oxidado a las células madre para poder rastrearlas sirviéndose de la resonancia magnética in-vivo en el Centro Strauss para la Neuro-imagen Computacional. Las células madre fueron inyectadas en el cerebro de las ratas a las que se les había suministrado  una neurotoxina que imita el daño observado en la enfermedad de Huntington. 

El Dr. Cohen y sus colegas pudieron observar cómo las células madre migraron hacia el área enferma del cerebro en tiempo real. “Las células que van hacia un lugar que necesita de un rescate son la mejor prueba indirecta de que están vivas y son viables. Si pueden migrar hacia el objetivo, están vivas y pueden leer señales químicas”, explica el Dr. Cohen.

El Dr. Cohen describe la significancia del trabajo: “hemos podido probar que estas células viajan dentro del cerebro y que sólo viajan adonde resultan necesarias. Leen las señales químicas del tejido, las que indican las áreas de estrés. Y luego van e intentan reparar la situación.”

Las células madre mesenquimales quizá se conviertan en una terapia importante para la enfermedad de Huntington, otras enfermedades neurodegenerativas y los derrames. Se planea un ensayo clínico con pacientes con la EH y se espera que empiece en los próximos 18 meses.

En abril, la Dra. Jan Nolta de la Universidad de California, Davis, recibió un fondo de 2.75 millones de dólares de la parte del Instituto Californiano para la Medicina Regenerativa (CIRM, según sus siglas en inglés). La meta del CIRM es financiar proyectors prometedores que traduzcan la investigación básica con células madre en una cura clínica. La Dra. Nolta y su colega, la Dra. Vickie Wheeler utilizarán células madre en un ensayo clínico de Fase I. Cuando  las células madre se desplacen hacia las áreas afectadas del cerebro, se fundirán con las células dañadas y las repararán, así como también reducirán los niveles de la proteína de la EH. Las células madre mesenquimales no han sido asociadas con tumores y parecen ser inmunológicamente privilegiadas.

Otra referencia:

Comunicado de Prensa de la Universidad de Tel Aviv

 

Marsha L. Miller, Ph.D.
Migration of Neurotrophic Factors-Secreting Mesenchymal Stem Cells Toward a Quinolinic Acid Lesion as Viewed by Magnetic Resonance Imaging

Ofer Sadan, Noam Shemesh, Ran Barzilay, Merav Bahat-Stromza, Eldad Melamed, Yoram Cohen, and Daniel Offen

abstract

Stem cell-based treatment is a promising frontier for neurodegenerative diseases. We propose a novel protocol for inducing the differentiation of rat mesenchymal stem cells (MSCs) toward neurotrophic factor (NTF)-secreting cells as a possible neuroprotective agent. One of the major caveats of stem cell transplantation is their fate post-transplantation. To test the viability of the cells, we tracked the transplanted cells in vivo by magnetic resonance imaging (MRI) scans and validated the results by histology. MSCs went through a two-step medium-based differentiation protocol, followed by in vitro characterization using immunocytochemistry and immunoblotting analysis of the cell media. We examined the migratory properties of the cells in the quinolinic acid (QA)-induced striatal lesion model for Huntington's disease. The induced cells were labeled and transplanted posterior to the lesion. Rats underwent serial MRI scans to detect cell migration in vivo. On the 19th day, animals were sacrificed, and their brains were removed for immunostaining. Rat MSCs postinduction exhibited both neuronal and astrocyte markers, as well as production and secretion of NTFs. High-resolution two-dimensional and three-dimensional magnetic resonance images revealed that the cells migrated along a distinct route toward the lesion. The in vivo MRI results were validated by the histological study, which demonstrated that phagocytosis had only partially occurred and that MRI could correctly depict the status of the migrating cells. The results show that these cells migrated toward a QA lesion and therefore survived for 19 days post-transplantation. This gives hope for future research harnessing these cells for treating neurodegenerative diseases. Disclosure of potential conflicts of interest is found at the end of this article.

Stem Cells Vol. 26 No. 10 October 2008, pp. 2542 -2551