Perfil transcripcional de células madre: de paradigmas descriptivos a predictivos

Transcriptional Profiling of Stem Cells: Moving from Descriptive to Predictive Paradigms

MSC

El perfil transcripcional es una herramienta poderosa comúnmente utilizada para comparar las células madre y su progenie diferenciada. A medida que la gran cantidad de datos sobre las células madre se acumula en repositorios públicos, es necesario destacar trampas de datos comunes y revisar enfoques para combinar y extraer estos datos para novedosas clasificaciones y herramientas de predicción celular. Deben abordarse tendencias futuras para establecer el perfil de células madre, como el perfil de células individuales, la secuenciación de lectura larga y los métodos mejorados para medir las modificaciones moleculares en la cromatina y el ARN que traen nuevos desafíos y oportunidades para el análisis de células madre.

Transcriptome
HI-STEM: The Heidelberg Institute for Stem Cell Technology and Experimental Medicine

El cultivo y la diferenciación in vitro son pasos necesarios en la derivación y estudio de células madre humanas. Un desafío fundamental con este diseño de estudio es que las células madre y progenitoras propagadas in vitro sufren una crisis de identidad: es decir cumplir con las definiciones de una célula madre –– la capacidad de autorrenovarse y la capacidad de diferenciarse a los linajes apropiados de células y tejidos– –Los investigadores deben alterar el estado de esa célula al diferenciarla.

TransStem cell
Transcriptional Profiling of Stem Cells: Moving from Descriptive to Predictive Paradigms Christine A. Wells, Jarny Choi . Stem Cell Reports 
Volume 13 Issue 2 Pages 237-246 (August 2019)
DOI: 10.1016/j.stemcr.2019.07.008

Las células y estructuras derivadas in vitro dependen de una variedad de pruebas para evaluar su equivalencia con las estructuras del desarrollo o de tejido. La integración en tejidos y órganos puede ser el estándar de oro para evaluar la función, pero esto no es posible ni deseable como un ensayo de rutina para líneas de células madre humanas. Los ensayos moleculares se basan en la evaluación comparativa de células derivadas in vitro e in vivo como un sustituto funcional: aquí es donde se adopta el perfil transcripcional. Estos estudios tienen como objetivo comparar y contrastar las células in vitro con sus contrapartes in vivo, encontrar controladores transcripcionales clave de un tipo celular y, a veces, hacer predicciones sobre el destino celular. Desafortunadamente, esta es también un área donde observamos mal uso frecuente de los datos!

Referencia:

Transcriptional Profiling of Stem Cells: Moving from Descriptive to Predictive Paradigms. Wells CA, Choi J. Stem Cell Reports.2019 Aug 13;13(2):237-246. doi: 10.1016/j.stemcr.2019.07.008.

By @munevarjuan

Profesor Titular

Universidad El Bosque

 

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Células madre de la cresta neural

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En 1868 el embriólogo suizo Wilhelm His descubrió una banda delgada de células no detectadas previamente, agrupadas entre el ectodermo y el tubo neural embrionario de un pollo en desarrollo. El Dr. His las denomino “Zwischenstrang” o “la cuerda intermediaria”. Al final del siglo XIX el termino Zwischenstrang fue reemplazado por el termino en inglés más descriptivo “células de la cresta neural”, debido a su localización geográfica en la cresta del tubo neural como su sitio de origen. Desde entonces estas células de la cresta neural han generado intensa controversia que viene disminuyendo en nuestros días, puesto que diversos estudios de la literatura científica reportaron que las células de la cresta neural originaban neuronas y fibras nerviosas en algunos peces, mientras que en algunas salamandras generaban cartílago facial y odontoblastos en los dientes, lo que fue considerado absurdo por algunos biólogos.

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Se consideró como dogma conocido y aceptado que todas las estructuras óseas esqueléticas derivan del mesodermo,  por lo tanto se rechazaba un origen ectodérmico de algunas estructuras óseas. En efecto, desde hace más de 100 años se involucró a derivados ectodérmicos como la cresta neural en la formación de estructuras esqueléticas cráneofaciales.

Los científicos han sólidamente establecido que estas células de la cresta neural de vida corta vienen de cuatro regiones embrionarias distintas, las cuales están programadas para migrar a través del cuerpo y dar origen a nuevos tejidos. Las células de la cresta neural craneal contribuyen a generar la mayor parte de las estructuras del esqueleto cráneo facial como los huesos de la cara, pulpa dental, ligamento periodontal, dientes, tejido nervioso periférico y melanocitos. Aunque, el misterio de las células de la cresta neural históricamente ha atraído a los anatomistas y biólogos evolutivos, las últimas décadas atraen más biólogos moleculares y celulares.

Estudios recientes localizan las células madre de la cresta neural (NCSCs: neural crest derived stem cells) en la cresta neural durante el desarrollo embrionario y en tejidos adultos (Wong y col. 2006, Tomita y col. 2005, Yoshida y col. 2006, Nagoshi y col. 2008). La pulpa dental es uno de los tejidos conectivos de origen mesenquimatoso que deriva de las células de la cresta neural craneal considerada probablemente como una fuente de células madre adultas. Abe y col. en el 2012, identificaron la existencia de NCSCs en la papila apical de dientes en desarrollo que presentaron capacidad de auto renovación, formaron neuroesferas in vitro, expresaron marcadores asociados a la cresta neural p75, Snail, Slug y fenotipo de células madre neuronales Nestin+, Musashi1+ o Receptor del Factor de Crecimiento Nervioso p75 NGFR-p75 (75). Así mismo, se observó un patrón de expresión de marcadores de células madre mesenquimales CD105+, CD 166 en la superficie de las células presentes en las neuroesferas, incluso estas células se diferenciaron en múltiples linajes mesenquimatosos (osteoblastos, adipocitos, condrocitos y miocitos) y en neuronas in vitro y generaron tejido óseo ectópico en los márgenes de matrices de hidroxiapatita in vivo.

@munevarjuan

¡PROYECTOS!

 

En la línea de investigación Craneofacial and Dental Stem Cell se desarrollan diferentes proyectos con células madre dentales. A continuación presentamos algunos de ellos.

  1. Caracterización in vitro de células troncales de papila apical:                                     Nuestro proyecto consiste en expandir y caracterizar células madre de la papila apical, las cuales se encuentran en dientes con poco desarrollo radicular ( inmaduros). Estos dientes son extraídos por indicación del odontólogo como por ejemplo terceros molares y premolares para ortodoncia. A partir de este tejido se extraen las células (SCAP) que posteriormente se cultivaran en el laboratorio de investigación UIBO, cuando hay un aumento en la densidad de la población celular in vitro se utilizan diferentes técnicas de laboratorio como citometría de flujo, inmunocitoquimica, reacción en cadena polimerasa, etc. para confirmar su origen mesenquimal.

     

2. Bioreactor

3. Impresión de matrices en 3D

4. Células tomadas de la Bola de Bichat

 

 

 

 

Presentación

El objetivo de este blog es dar a conocer a los odontólogos y estudiantes de odontología los aspectos más relevantes y actualizados sobre las células troncales de origen dental, periodontal y craneofacial y sus aplicaciones en estudios preclínicos, clínicos y posibles tratamientos odontólogicos novedosos.

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Andrea Cortes, Tatiana Cortes, Ana Duque semilleros de investigación UBSIFO Odontología Universidad El Bosque