El futuro de la curación humana reside en el cerebro de una estrella de mar

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estrellas de mar

Sus células pueden diferenciarse de las células de la piel o los músculos de nuevo en células madre

Los increíbles beneficios de la terapia con células madre se conocen ampliamente desde hace décadas. Puede aliviar el dolor de la artritis y ayudar a los pacientes a sanar exponencialmente más rápido después de la cirugía.

Pero las terapias con células madre son prohibitivamente caras, por una suma de $ 100.000 a $ 200.000 por paciente. Debido al exorbitante costo, estos tratamientos que cambian la vida están muy fuera del alcance de la gran mayoría de quienes los necesitan.

Pero gracias al profesor de Ingeniería Química Kris Noel Dahl y Veronica Hinman, jefa del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad Carnegie Mellon (CMU), la terapia con células madre está a punto de ser mucho más barata. Y la clave de todo radica en los increíbles poderes regenerativos de las estrellas de mar.

Las células madre son la materia prima del cuerpo, capaces de convertirse en cualquier tipo de célula que el cuerpo necesita: células musculares, células de la piel, células sanguíneas y más. En los humanos, cuando las células madre se diferencian en estas otras células, no pueden volver a cambiar o des-diferenciarse. Y definitivamente no pueden convertirse en un tipo diferente de célula.

Pero este no es el caso con las estrellas de mar.

En particular, si una estrella de mar pierde uno de sus brazos, puede volver a crecerlo de la misma manera. Esto se debe a las células únicas de las estrellas de mar, que pueden diferenciarse de las células de la piel o los músculos de nuevo en células madre. Si bien esta capacidad regenerativa en sí misma es increíble, la investigación preliminar de Hinman ha demostrado una habilidad aún más increíble.

"En el estado larval, las estrellas de mar tienen una distintiva cabeza que contiene su cerebro", dice Dahl. "Si se extrae o daña la cabeza, las células diferenciadas que definitivamente no son células neurales se des-diferenciarán, se arrastrarán hacia la región de la cabeza y volverán a crecer en las neuronas. No solo hacer esto en estado larvario, sino volver a crecer algo tan complejo como un cerebro, esta es una sorprendente capacidad regenerativa".

embrión de estrella de mar

Con el apoyo de fondos de la Fundación de Caridad DSF, Hinman y Dahl están trabajando para comprender qué es lo que hace en las estrellas de mar que sus células hagan esto. Si bien Hinman se centra en la ciencia fundamental, el laboratorio de Dahl está profundizando en la estructura de las células, el rastreo celular y la biomecánica de la regeneración celular.

"Si bien la medicina regenerativa es excelente, todavía hay una falta de comprensión de los fundamentos que rigen cómo se respetan a sí mismas las células", dice Dahl. "La esperanza es que al estudiar un organismo modelo como la estrella de mar y combinar lo que aprendemos con nuestro conocimiento de las células madre humanas, podemos usar la genómica comparativa para comprender la expresión génica que permite a las células de estrellas de mar respetar su programación".

Para hacer esto, Dahl está creando un modelo artificial del sistema larval de las estrellas de mar para mapear las células a medida que se arrastran hacia su nuevo destino. Con este modelo artificial, Dahl y su equipo pueden manipular los factores químicos y mecánicos que existen en el embrión de la estrella de mar, bloqueándolos uno a la vez hasta que encuentren exactamente qué es lo que les dice a las células que se vuelvan a diferenciar en células madre, se arrastren hasta la región del cerebro y se conviertan en tejido neuronal. Una vez que se ha aislado este factor, el objetivo es poder aplicarlo a las células humanas, para decirles que se des-diferencien para que puedan convertirse en lo que el paciente necesita.

Las terapias actuales requieren que las células madre se extraigan de un paciente, luego se cultiven a lo largo de días, a fin de tener suficiente para reinyectarse nuevamente en el paciente para ayudar a acelerar la curación. Pero con este método, las células podrían tomarse de cualquier parte del cuerpo, des-diferenciarse nuevamente en células madre y luego volver a diferenciarse en células terapéuticas. Esto podría hacer que el proceso de preparación de la terapia con células madre sea más rápido, más fácil y, lo más importante, más barato.

"Si pudiéramos reducir la terapia con células madre de $ 200-000 a $ 1.000, afectaría la vida de casi todas las personas", dice Dahl. "Los cirujanos podrían incluir una inyección de células madre con cada cirugía mayor o menor, ayudando a los pacientes a sanar 100 veces más rápido. Es una curación rápida; es cicatrización reducida. Esto podría ser como la penicilina. Veo que se convertirá en el estándar de atención en los próximos diez años".

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