¿Pueden las celulas iPS ser útiles en la reparación del cartílago articular?

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¿Pueden las células iPS ser útiles en la

reparación del cartílago articular?

Clara Sanjur jo Rodríguez

U n i d a d d e T e r a p i a C e l u l a r y M e d i c i n a R e g e n e r a t i v a

D e p a r t a m e n t o d e M e d i c i n a - U n i v e r s i d a d e d a C o r u ñ a ( U D C )

G r u p o d e R e u m a t o l o g í a

I n s t i t u t o d e i n v e s t i g a c i ó n b i o m é d i c a d e A C o r u ñ a ( I N I B I C )

C o m p l e x o H o s p i t a l a r i o U n i v e r s i t a r i o d e A C o r u ñ a (C H U A C ) , S e r g a s

A C o r u ñ a - E s p a ñ a

Terapia Celular (TC) e Ingeniería tisular (IT) – reparación cartílago

Terapia Celular (TC) e Ingeniería tisular (IT) – reparación cartílago

Mosaicoplastia e implante de condrocitos autólogos (ACI)

https://www.secot.es/visor/caso.php?id=139&Anual=

2011

Terapia Celular (TC) e Ingeniería tisular (IT) – reparación cartílago

Mosaicoplastia e implante de condrocitos autólogos (ACI)

https://www.secot.es/visor/caso.php?id=139&Anual=

2011

Cell and Tissue Transplant Strategies for Joint Lesions. The Open

Transplantation Journal, 2008, 2: 21-28. I.M. Fuentes-Boquete, M.C.

Arufe Gonda, S.M. Díaz Prado, T. Hermida Gómez, F.J. de Toro

Santos, F.J. Blanco

Terapia Celular (TC) e Ingeniería tisular (IT) – reparación cartílago

Mosaicoplastia e implante de condrocitos autólogos (ACI)

https://www.secot.es/visor/caso.php?id=139&Anual=

2011

Cell and Tissue Transplant Strategies for Joint Lesions. The Open

Transplantation Journal, 2008, 2: 21-28. I.M. Fuentes-Boquete, M.C.

Arufe Gonda, S.M. Díaz Prado, T. Hermida Gómez, F.J. de Toro

Santos, F.J. Blanco

Х Técnicas invasivas

Terapia Celular (TC) e Ingeniería tisular (IT) – reparación cartílago

Mosaicoplastia e implante de condrocitos autólogos (ACI)

TC e IT → células madre

↑ nº céls

↓ invasivo

Terapia Celular (TC) e Ingeniería tisular (IT) – reparación cartílago

Mosaicoplastia e implante de condrocitos autólogos (ACI)

TC e IT → células madre mesenquimales - células mesenquimales estromales

(MSC)

Modificado de http://stemcelltreatments.org/

http://repasosdebiologia.blogspot.com.es/2012/10/importancia-de-las-celulas-

madre.html

MSC

http://repasosdebiologia.blogspot.com.es/2012/10/importancia-de-las-celulas-

madre.html

International Society for Cellular Therapy. Cytotherapy (2006) Vol. 8, No.

4, 315-317.

MSC

Terapia Celular (TC) e Ingeniería tisular (IT) – reparación cartílago

Mosaicoplastia e implante de condrocitos autólogos (ACI)

TC e IT → células mesenquimales stromales (MSC)

Obtención MSC: limitada

↑ Edad: MSC ↓↓ número y ↓ función regenerativa

OA - ↑ edad

Terapia Celular (TC) e Ingeniería tisular (IT) – reparación cartílago

Mosaicoplastia e implante de condrocitos autólogos (ACI)

TC e IT → células mesenquimales estromales (MSC)

Obtención MSC: limitada

↑ Edad: MSC ↓↓ número y ↓ función regenerativa

OA - ↑ edad

Células pluripotentes – células madre embrionarias (ESC)

http://faculty.virginia.edu/mammgenetics/humanes.html

Terapia Celular (TC) e Ingeniería tisular (IT) – reparación cartílago

Mosaicoplastia e implante de condrocitos autólogos (ACI)

TC e IT → células mesenquimales estromales (MSC)

Obtención MSC: limitada

↑ Edad: MSC ↓↓ número y ↓ función regenerativa

OA - ↑ edad

Células pluripotentes – células madre embrionarias (ESC)

Х Problemas éticos

http://faculty.virginia.edu/mammgenetics/humanes.html

Imagen modificada de:

Derive and conquer: sourcing and differentiating stem cells for therapeutic applications. Irina Klimanskaya, Nadia Rosenthal & Robert Lanza

Nature Reviews Drug Discovery 7, 131-142 (February 2008)

ESC

Ecat1 Dppa5 (Esg1)

Fbxo15 Nanog

ERas Dnmt31

Ecat8 Gdf3

Sox15 Dppa4

Dppa2 Fthl17

Sall4 Oct3/4 (Pou5f1)

Sox2 Rex1 (Zfp42)

Utf1 Tcl1

Dppa3 (Stella) Klf4

b-catenin c-Myc

Stat3 Grb2

- Células madre embrionarias

- Células tumorales

Ecat1 Dppa5 (Esg1)

Fbxo15 Nanog

ERas Dnmt31

Ecat8 Gdf3

Sox15 Dppa4

Dppa2 Fthl17

Sall4 Oct3/4 (Pou5f1)

Sox2 Rex1 (Zfp42)

Utf1 Tcl1

Dppa3 (Stella) Klf4

b-catenin c-Myc

Stat3 Grb2

Células pluripotentes inducidas (iPS)

http://www.nature.com/nm/journal/v15/n10/fig_tab/nm1009-1145_F3.html

Imagen modificada de:

The Potential for iPS-Derived Stem Cells as a Therapeutic

Strategy for Spinal Cord Injury: Opportunities and Challenges

Mohamad Khazaei , Ahad M. Siddiqui and Michael G.

Fehlings

iPS

Imagen modificada de: https://www.mirusbio.com/applications/stem-cell-solutions

Imagen modificada de:

The Potential for iPS-Derived Stem Cells as a Therapeutic

Strategy for Spinal Cord Injury: Opportunities and Challenges

Mohamad Khazaei , Ahad M. Siddiqui and Michael G.

Fehlings

iPS

Imagen modificada de: https://www.mirusbio.com/applications/stem-cell-solutions

Imagen modificada de:

The Potential for iPS-Derived Stem Cells as a Therapeutic

Strategy for Spinal Cord Injury: Opportunities and Challenges

Mohamad Khazaei , Ahad M. Siddiqui and Michael G.

Fehlings

iPS

Imagen modificada de:

Disease‐specific phenotypes in dopamine neurons from human iPS‐based models of genetic and sporadic Parkinson's disease

Adriana Sánchez‐Danés, Yvonne Richaud‐Patin, Iria Carballo‐Carbajal, Senda Jiménez‐Delgado, Carles Caig, Sergio Mora, Claudia Di Guglielmo, Mario Ezquerra,

Bindiben Patel, Albert Giralt, Josep M. Canals, Maurizio Memo, Jordi Alberch, José López‐Barneo, Miquel Vila, Ana Maria Cuervo, Eduard Tolosa, Antonella

Consiglio, Angel Raya

Imagen modificada de:

Disease‐specific phenotypes in dopamine neurons from human iPS‐based models of genetic and sporadic Parkinson's disease

Adriana Sánchez‐Danés, Yvonne Richaud‐Patin, Iria Carballo‐Carbajal, Senda Jiménez‐Delgado, Carles Caig, Sergio Mora, Claudia Di Guglielmo, Mario Ezquerra,

Bindiben Patel, Albert Giralt, Josep M. Canals, Maurizio Memo, Jordi Alberch, José López‐Barneo, Miquel Vila, Ana Maria Cuervo, Eduard Tolosa, Antonella

Consiglio, Angel Raya

Imagen modificada de:

Disease‐specific phenotypes in dopamine neurons from human iPS‐based models of genetic and sporadic Parkinson's disease

Adriana Sánchez‐Danés, Yvonne Richaud‐Patin, Iria Carballo‐Carbajal, Senda Jiménez‐Delgado, Carles Caig, Sergio Mora, Claudia Di Guglielmo, Mario Ezquerra,

Bindiben Patel, Albert Giralt, Josep M. Canals, Maurizio Memo, Jordi Alberch, José López‐Barneo, Miquel Vila, Ana Maria Cuervo, Eduard Tolosa, Antonella

Consiglio, Angel Raya

Imagen modificada de:

Disease‐specific phenotypes in dopamine neurons from human iPS‐based models of genetic and sporadic Parkinson's disease

Adriana Sánchez‐Danés, Yvonne Richaud‐Patin, Iria Carballo‐Carbajal, Senda Jiménez‐Delgado, Carles Caig, Sergio Mora, Claudia Di Guglielmo, Mario Ezquerra,

Bindiben Patel, Albert Giralt, Josep M. Canals, Maurizio Memo, Jordi Alberch, José López‐Barneo, Miquel Vila, Ana Maria Cuervo, Eduard Tolosa, Antonella

Consiglio, Angel Raya

- Medicina personalizada: estudio enfermedades, testado de

medicamentos, corrección de mutaciones…

- TC e IT

Will Cell Reprogramming Resolve the Embryonic Stem Cell Controversy? A Narrative Review Carl Power, PhD; and John E.J. Rasko, MBBS, PhD Ann

Intern Med. 2011;155(2):114-121. doi:10.7326/0003-4819-155-2-201107190-00007

Terapia Celular (TC) e Ingeniería tisular (IT) – OA

Mosaicoplastia e implante de condrocitos autólogos (ACI)

TC e IT → células madre mesenquimales (MSC)

Obtención MSC: limitada

↑ Edad: MSC ↓↓ número y ↓ función regenerativa

OA - ↑ edad

Células pluripotentes-iPS

√ Evitar rechazo inmune y problemas éticos

Х Problemas mutagénesis, tumorigénesis

» Pre-diferenciación

Retinal Pigment Epithelium

(RPE) cells derived from human

iPS cells

RPE cell sheet

Dra Masayo Takahashi

Derivación de iPS a MSC-like (hMLC)

iPS EBs MLC

Diferenciación

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

CD29 CD34 CD44 CD73 CD90 CD105 CD271

% o

f p

osi

tiv

ity

MSC

MLC

MSC surface markers

8x

MLC

8x

MSC O

il R

ed O

2x 2x Aliz

arin R

ed

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

CD29 CD34 CD44 CD73 CD90 CD105 CD271

% o

f p

osi

tiv

ity

MSC

MLC

Safr

anin

O

20x

20x

20x

20x

MSC surface markers

Masson’s

Thrichro

me

MLC

Modificado de:

http://www.claudiatagle.pe/biopsia-de-piel.php

IBEC summer school 2014.

Futuras líneas de trabajo

Testado in vitro e in vivo de MLC en diferentes

biomateriales

Testado otros métodos de derivación

condrogénica de iPS

Generación de líneas iPS pacientes OA

Estudio de la OA

Testado de medicamentos

Unidad TCMR-UDC CIBER-BBN

Dr. Francisco J. Blanco Dr. Isaac M. Fuentes Boquete Dra. Silvia M. Díaz Prado

Rheumatology Group INIBIC-Hospital Universitario de A

Coruña

Tamara Hermida

Rocío Castro

Colaboradores

Ángel Raya

Yvonne Richaud

Senda Giménez

Purificación Filgueira

Noa Goyanes

María José Sánchez