Scientists Use Stem Cells, Skin Cells to Create Brain Cells Lost to Alzheimer's: MedlinePlus [english-spanish]

Scientists Use Stem Cells, Skin Cells to Create Brain Cells Lost to Alzheimer's
Breakthrough should be boon to research, but therapeutic uses still decades away, experts say

URL of this page: http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/news/fullstory_109497.html(*this news item will not be available after 06/02/2011)

Friday, March 4, 2011

Related MedlinePlus Pages

Alzheimer's Disease
Stem Cells

FRIDAY, March 4 (HealthDay News) -- In what experts are calling a significant step forward in Alzheimer's research, scientists have for the first time turned human embryonic stem cells and a form of human skin cell into a type of brain cell that's lost to Alzheimer's disease.

The disease-induced destruction of these cells, which are called "basal forebrain cholinergic" (BFC) neurons, is key to the progression of Alzheimer's. Their death, say researchers, leads to memory-retrieval problems, one of the most disabling aspects of the illness. Similarly, BFC loss also impairs spatial learning.

But the new study suggests that scientists could someday create a virtually unlimited supply of these neurons in a laboratory setting. This should help deepen scientific research into Alzheimer's by allowing the scientists to rapidly test thousands of different drugs on the neurons to see which drugs keep them alive under various conditions -- research that could enhance the development of new drugs against the disease.

Much further in the future, but possible, is the notion of transplanting healthy, lab-grown neurons back into the brains of Alzheimer's patients as treatment.

"I like to be very cautious, and not tell people that now we have a treatment for Alzheimer's," noted co-author Dr. John A. Kessler from the department of neurology at Northwestern University's Feinberg School of Medicine in Chicago. "But now we can actually make human cells that are exactly the kind of groups of neurons that play a central role in memory and seem to die very early on in the onset of Alzheimer's."

"Now, Alzheimer's is a disease that's not going to be treated and cured by any one magic bullet," he cautioned. "But I can tell you that without actually having these cells available we can't even begin to think about a treatment. So what this does is enable us to start trying to find ways to help these patients have a more normal ability to process information, access memories, and make new memories."

The Northwestern team of scientists report on their research in the March 4 issue of Stem Cells. The work was funded by the U.S. National Institutes of Health.

The kind of memory impairment that affects Alzheimer's patients is not, the team notes, a question of the loss of memories themselves, but rather the loss of the capacity to access those memories. It is this retrieval process, as well as the process of generating fresh memories, that the relatively small group of BFC neurons facilitate as they work away in the hippocampus region of the brain.

When BFC function is impaired, so is memory.

The loss of his grandfather to Alzheimer's spurred study lead author Christopher Bissonnette, a former doctoral student in neurology at Northwestern, to search for new ways of fighting the disease. That involved figuring out how to coax embryonic stem cells -- which have the theoretical potential to develop into any kind of cell -- into becoming BFC replacement cells.

Once they crossed that hurdle, Bissonnette's team had to ensure that the human neural material they'd coaxed into being was stable enough to survive for a minimum of 20 days under laboratory conditions.

After much trial and error, the investigators were able to do so. In fact, once a sufficiently nurturing tissue-culture environment was fashioned, the researchers found that their lab-induced BFC replacement cells could live "indefinitely."

Work with mice whose brains were implanted with the replacement cells demonstrated that the new neural material sent out connecting fibers to the hippocampus and appeared to function in the same way as the mice's natural BFC cells.

In another experiment, the team developed a second means of creating BFC replacement cells. This time they used human skins cells rather than embryonic stem cells as their primary material.

Skin cells were obtained from three difference sources: Alzheimer's patients, healthy patients deemed to be at risk for Alzheimer's, and healthy patients with no elevated risk or family history of the disease.

In turn, in the lab the authors were able to coax these cells into first becoming human stem cells, otherwise known as "induced pluripotent stem cells." From there, the cells could then be fashioned into BFC replacement cells.

"Now, most of the data in our paper comes from our work with human embryonic stem cells," stressed Kessler. "But of course, there's probably nobody alive on this planet that isn't aware of the ethical issues surrounding this process. So the advantage of using skin cells as the source is that this would bypass that question."

"Secondly, ideally we would like to have neurons that we might transfer to people to be perfectly matched with the patient," he added. "So that the immune system doesn't try to reject those cells. Now, if you were take skin cells from the patients themselves and then use them to actually create the neurons that you'll be transferring back into them, then they would have the same DNA as the patient and be a perfect match. So that's another reason this is a promising approach."

"However, the caveat is that cells that are made from skin cells are very similar to embryonic stem cells, but they are not identical to them," Kessler noted. "Before we can even think about using these sorts of 'induced' cells for any kind of treatment, we will have to overcome a whole host of problematic issues. So clearly, there is a lot more work to be done."

William Thies, chief medical and scientific officer with the Alzheimer's Association in Chicago, agreed that there's still much work to be done.

He stressed that the current lab work should be viewed as early, "basic science" rather than heralding any new treatment.

"We're cautiously optimistic about the finding," he said. "This may be fairly important. But we need to report the fact that it's happened and could be important, and keep that separate from the idea that you will be able to stop by your family physician and get a stem cell transplant in the next six weeks."

"This piece of work is really looking at a method to generate a large number of a certain kind of brain cell that we know is involved in Alzheimer's disease," Thies noted. "And the generation of those cells really opens up the possibility that we will be able to much more rapidly test new therapies. That would be something that could have an impact in the next couple of years."

But he cautioned against any short-term anticipation along the lines of stem cell transplant treatments. "That," he said, "is maybe 50 to 100 years away."

SOURCES: John A. Kessler, M.D., department of neurology, Northwestern University's Feinberg School of Medicine, Chicago; William Thies, Ph.D, chief medical and scientific officer, Alzheimer's Association, Chicago; March 4, 2011, Stem Cells

HealthDay
Copyright (c) 2011 HealthDay. All rights reserved.
Scientists Use Stem Cells, Skin Cells to Create Brain Cells Lost to Alzheimer's: MedlinePlus





Científicos utilizan células madre y cutáneas para crear células cerebrales perdidas como consecuencia del Alzheimer
Expertos informan que este avance será de gran ayuda para la investigación, pero que su uso terapéutico aún está a décadas de distancia

Dirección de esta página: http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/news/fullstory_109511.html(*estas noticias no estarán disponibles después del 06/02/2011)

Traducido del inglés: viernes, 4 de marzo, 2011

Temas relacionados en MedlinePlus

Células madre
Enfermedad de Alzheimer

VIERNES, 4 de marzo (HealthDay News/HolaDoctor) -- En lo que los expertos califican como un importante paso adelante en la investigación de la enfermedad de Alzheimer, científicos convirtieron por primera vez células madre embrionarias humanas y una forma de células de la piel humana en un tipo de célula cerebral que desaparece como consecuencia de la enfermedad de Alzheimer.

La destrucción de estas células, conocidas como "neuronas colinérgicas del cerebro anterior basal" (BFC, por su sigla en inglés), inducida por el alzhéimer, es clave en la progresión de la enfermedad de Alzheimer. Su muerte, apuntan los investigadores, conduce a problemas de recuperación de la memoria, uno de los aspectos de la enfermedad que causa mayor discapacidad. De igual modo, la pérdida de neuronas colinérgicas del cerebro anterior basal también afecta el aprendizaje espacial.

Pero el nuevo estudio sugiere que los científicos crearán algún día un suministro prácticamente ilimitado de estas neuronas en laboratorio. Esto ayudará a profundizar en la investigación científica sobre la enfermedad de Alzheimer al permitir a los científicos probar rápidamente miles de medicamentos diferentes en las neuronas para ver cuáles fármacos las mantienen con vida bajo distintas condiciones, una investigación que podría mejorar el desarrollo de nuevos medicamentos contra la enfermedad.

Mucho más lejos en el futuro, aunque es factible, es la idea de trasplantar neuronas sanas cultivadas en laboratorio en el cerebro de pacientes de alzhéimer como tratamiento.

"Me gusta ser muy prudente y creo que lo mejor es no decirle a la gente que tenemos ahora un tratamiento para la enfermedad de Alzheimer", señaló el coautor del estudio, el Dr. John A. Kessler, del departamento de neurología de la Facultad de medicina Feinberg de la Universidad de Northwestern en Chicago. "Pero ahora podemos producir células humanas que son exactamente iguales al tipo de grupos de neuronas que desempeñan un papel central en la memoria y que parecen morir muy pronto tras la manifestación de la enfermedad de Alzheimer".

"Ahora bien, la enfermedad de Alzheimer es una enfermedad que no se tratará ni curará con una solución milagrosa", advirtió. "Sin embargo, puedo decir que si no tuviéramos estas células disponibles no podríamos ni siquiera pensar en un tratamiento. Así que lo importante de este hallazgo es que nos permite empezar a encontrar maneras de ayudar a que estos pacientes tengan una capacidad más normal para procesar la información, tener acceso a sus memorias y crear nuevos recuerdos".

El equipo de científicos de la Northwestern informa sobre su investigación en la edición del 4 de marzo de Stem Cells. El trabajo de investigación fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU.

El equipo señala que el tipo de deterioro de la memoria que afecta a los pacientes de enfermedad de Alzheimer no es una cuestión de pérdida de la memoria en sí, sino de pérdida de la capacidad para tener acceso a esos recuerdos. Este proceso de recuperación y generación de nuevos recuerdos es lo que este grupo relativamente pequeño de neuronas colinérgicas del cerebro anterior basal hace posible, a medida que actúan en la región del hipocampo del cerebro.

Cuando se deteriora la función de las neuronas colinérgicas del cerebro anterior basal, también se deteriora la memoria.

La muerte de su abuelo a causa de la enfermedad Alzheimer fue lo que motivó al autor principal del estudio, Christopher Bissonnette, ex estudiante de doctorado en neurología de la Northwestern, a buscar nuevas formas de luchar contra esta enfermedad Eso implicaba encontrar la manera de estimular a las células madre embrionarias, que tienen el potencial teórico de convertirse en cualquier tipo de célula, para que se convirtieran en células sustitutas de las neuronas colinérgicas del cerebro anterior basal.

Una vez superado este obstáculo, el equipo de Bissonnette tuvo que garantizar que el material neuronal humano que había sido estimulado era lo suficientemente estable como para sobrevivir durante un mínimo de 20 días bajo condiciones de laboratorio.

Después de muchos ensayos y errores, los investigadores lo consiguieron. De hecho, tan pronto se creó un ambiente lo suficientemente apto para el cultivo de tejidos, los investigadores encontraron que las células sustitutas de las neuronas colinérgicas del cerebro anterior basal que habían creado en laboratorio podían vivir "indefinidamente".

Los ensayos hechos en ratones cuyos cerebros recibieron la implantación de células sustitutas demostraron que el nuevo material neuronal enviaba fibras de conexión al hipocampo y al parecer actuaba del mismo modo que las células BFC naturales de los ratones.

En otro experimento, el equipo desarrolló una segunda forma de crear células sustitutas de BFC. Esta vez, usaron células de piel humana en lugar de células madre embrionarias como material primario.

Las células de la piel se obtuvieron de tres fuentes distintas: pacientes de la enfermedad de Alzheimer, pacientes sanos en alto riesgo de alzhéimer y pacientes sanos que no estaban en alto riesgo ni tenían un historial de la enfermedad.

A su vez, los autores pudieron lograr en laboratorio que estas células se convirtieran por primera vez en células madre humanas, también conocidas como "células madre pluripotentes inducidas". A partir de ahí, estas células se pudieron convertir en células sustitutas de las neuronas colinérgicas del cerebro anterior basal.

"En estos momentos, la mayoría de los datos de nuestro trabajo proceden del trabajo con células madre embrionarias", enfatizó Kessler. "Pero, desde luego, es probable que no haya nadie en este planeta que no esté consciente de los problemas éticos en torno a este proceso. Por tanto, la ventaja de usar células de la piel como fuente primaria es que nos permitiría superar este escollo".

"En segundo lugar, idealmente nos gustaría que las neuronas que trasplantemos a las personas se correspondan perfectamente con el paciente", agregó. "Así el sistema inmunitario no intenta rechazar estas células. Ahora bien, si tomamos células de la piel del propio paciente y luego las usamos para crear las neuronas que serán transferidas de nuevo en ellos, entonces tendrán el mismo ADN del paciente y será una correspondencia perfecta. Así que esa es otra razón más por la que este enfoque es tan prometedor".

"Sin embargo, la advertencia es que las células que se crean a través de las células de la piel son muy similares a las células madre embrionarias, pero no son idénticas a ellas", señaló Kessler "Antes de que ni siquiera nos planteemos el uso de este tipo de células 'inducidas' para cualquier tipo de tratamiento, tendremos que superar toda una serie de cuestiones problemáticas. Así que claramente, hay mucho trabajo por hacer".

William Thies, director médico y científico de la Asociación de la Enfermedad de Alzheimer en Chicago, estuvo de acuerdo en que aún queda mucho trabajo por hacer.

Subrayó que el presente trabajo de laboratorio debe ser visto como algo preliminar, "ciencia básica" en lugar de anunciar un nuevo tratamiento.

"Nos sentimos cautamente optimistas sobre este hallazgo", destacó. "Podría ser muy importante. Pero tenemos que informar que ha pasado y que podría ser importante, y mantenerlo separado de la idea de que en seis semanas usted podrá visitar a su médico de familia para que le haga un trasplante de células madre".

"Esta línea de trabajo está buscando realmente un método para producir un gran número de un determinado tipo de célula cerebral que sabemos está implicada en la enfermedad de Alzheimer", apuntó Thies. "Y la creación de estas células abrirá verdaderamente la posibilidad de que podamos probar nuevas terapias con mayor rapidez. Es algo que podría tener un impacto en los próximos años".

Sin embargo, advirtió en contra de cualquier previsión a corto plazo sobre el tratamiento con trasplante de células madre. "Estamos quizá entre 50 y 100 años de lograrlo", apuntó.


Artículo por HealthDay, traducido por Hispanicare
FUENTES: John A. Kessler, M.D., department of neurology, Northwestern University's Feinberg School of Medicine, Chicago; William Thies, Ph.D, chief medical and scientific officer, Alzheimer's Association, Chicago; March 4, 2011, Stem Cells

HealthDay
(c) Derechos de autor 2011, HealthDay
Científicos utilizan células madre y cutáneas para crear células cerebrales perdidas como consecuencia del alzhéimer: MedlinePlus