Transplante de células secretoras de dopamina en la Enfermedad de Parkinson

Transplante de células secretoras de dopamina en la Enfermedad de Parkinson

Autor: Dolores Javier Sánchez González

La dopamina se sintetiza en una serie de pasos que comienzan a partir del precursor Ltirosina, aminoácido esencial presente en todos los tipos celulares. La primera reacción, que limita, se cataliza por la tirosina hidroxilasa (TH), la cual necesita tres cofactores para realizar su función: tetrahidrobiopterina (BH₄), hierro y oxígeno. El segundo paso se cataliza por la L-amino descarboxilasa aromática (AADC), que utiliza piridoxal 5’ fosfato (PLP) como cofactor. La enzima GTP ciclohidrolasa I (GTPCH I) cataliza el primer paso de esta secuencia de reacciones. Con el objetivo de aumentar los niveles de dopamina en el estriado, estudios se han basado en la clonación del gen de la TH. Se han utilizado astrocitos modificados genéticamente por introducción de un ADNc de la TH, bajo el control del promotor específico de astrocitos derivado del gen de la proteína ácida fibrilar glial (GFAP). La utilización de este promotor tiene ciertas ventajas, ya que su regulación está condicionada por señales extracelulares como la gliosis, que ocurre en respuesta a daños cerebrales, y por señales intracelulares, como las variaciones en los niveles de AMPc. 

El transplante de células productoras de dopamina en el estriado se ha considerado un abordaje racional en la EP porque existe un daño selectivo de neuronas de la SNpc y déficit de dopamina que puede suplirse parcialmente por fármacos dopaminérgicos. La administración oral de levodopa induce una estimulación pulsátil de los receptores dopaminérgicos postsinápticos, además el estriado es una estructura fácilmente accesible por cirugía. En 1979 se iniciaron los primeros transplantes experimentales en el modelo de la rata con lesión unilateral por 6-hidroxi-dopamina (6OHDA). Entre las diferentes estirpes de células dopaminérgicas, los mejores resultados se obtuvieron con las células nígricas mesencefálicas y las células cromafines de la medula adrenal. Se observó que las células implantadas podían sobrevivir, producir dopamina y mejorar los trastornos motores. Mas tarde, estos hallazgos se reprodujeron en primates tratados con MPTP, tanto con células mesencefálicas como en la medula adrenal. Se demostró que la persistencia del beneficio motor se correlaciona con la supervivencia e integración funcional del tejido implantado. En este sentido los resultados han sido superiores con mesencéfalo fetal: los implantes llegan a sobrevivir más tiempo, reinervan el estriado con un patrón organotópico y forman conexiones sinápticas, lo que se acompaña de recuperación funcional, también se estudiaron métodos que podían aumentar la supervivencia del tejido adrenal, como la infusión del factor de crecimiento nervioso (NGF) y más tarde realizaron cotransplantes de médula suprarrenal con otros tejidos que pudieran aportar este u otros factores neurotróficos como las células gliales o fragmentos de nervio periférico. Los factores neurotróficos aumentan la viabilidad de las células implantadas, e inducen además arborización (sprouting) de las fibras dopaminérgicas del cerebro huésped. También se he han desarrollado técnicas de sustitución celular y transplantes intracerebrales de células secretoras de dopamina (dopaminotróficas) o de moléculas neuroprotectoras. El Transplante de células secretoras de dopamina aporta una fuente constante de dopamina tan eficiente como la administración de levodopa. Se sabe que los Transplantes intraestriatales de células secretoras de dopamina obtenidas de tejido nervioso o cromafín, como las células mesencefálicas fetales, las células de médula suprarrenal o las células glómicas, mejoran la sintomatología parkinsoniana en modelos animales de EP. Las células mesencefálicas fetales de forma experimental pueden sobrevivir y funcionar en el cerebro de pacientes de EP, y muchos pacientes trasplantados muestran una mejoría funcional; pero existen factores limitantes como la terapia inmunosupresora para disminuir el rechazo, los problemas éticos, prácticos y de seguridad. El epitelio pigmentado de la retina contiene células productoras de levodopa y dopamina, que pueden cultivarse y encapsularse con microtransportadores de gelatina (Esferamina^®). Estas células microencapsuladas pueden sobrevivir en el estriado de ratas y primates, y producir mejoría del déficit motor. La reacción inflamatoria que producen en el cerebro huésped es mínima en ausencia de Inmunosupresión. En monos tratados con MPTP se ha demostrado, mediante PET con ¹⁸F-dopa y con ¹¹Craclopride, que estas células liberan dopamina in vivo.

 A.

 B.

Síntesis y metabolismo de la dopamina. A. La síntesis de dopamina tiene 3 pasos: La fenilalanina es convertida en tirosina por la enzima fenilalanina hidroxilasa (FH). La tirosina se convierte en DOPA (dihidroxifenilalanina) por la enzima tirosina hidroxilasa (TH). La DOPA se convierte en dopamina por la enzima dopa descarboxilasa (DC). Posteriormente, la dopamina se metaboliza a noradrenalina y a adrenalina. Los cofactores que también participan en la vía de síntesis del óxido nítrico en las neuronas nitrérgicas: DHB = Dihidrobiopterina y THB = Tetrahidrobiopterina.

Agradecimientos

Este trabajo fue apoyado por el Sistema Nacional de Investigadores del CONACyT (Apoyo No. 33834), Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la Escuela Superior de Medicina del Instituto Politécnico Nacional, por la Fundación Gonzalo Río Arronte IAP, y el laboratorio de Histología de la Escuela Médico Militar, Universidad del Ejército y Fuerza Aérea; y dirigido por el doctor Dolores Javier Sánchez González. 

Mas información del trabajo del Dr.Dolores Javier Sánchez González disponible en: 

http://doloresjaviersanchezgonzalez.blogspot.mx/

http://www.elsotano.com/libro-terapia-celular-con-celulas-madre-y-medicina-regenerativa-10336778

Aplicación de factores neurotróficos en la Enfermedad de Parkinson

Aplicación de factores neurotróficos en la Enfermedad de Parkinson

Autor: Dolores Javier Sánchez González

Los factores tróficos son moléculas proteicas, producidas por diferentes tipos celulares y regulan la biología celular tanto en todos los tejidos. Estos factores estimulan la diferenciación celular en bebés, mientras que en el adulto, los factores neurotróficos son necesarios para la supervivencia de las neuronas. Las células dopaminérgicas nigroestriatales son sensibles tanto in vitro como in vivo a la acción de distintos factores neurotróficos, principalmente GDNF, coenzima Q10, factor neurotrófico derivado de cerebro (BDNF), TGF-β, neurotrofina 4 (NF-4), factor de crecimiento similar a insulina (IGF), factor de crecimiento fibroblástico (FGF) y factor del crecimiento derivado de plaquetas (PDGF). El GDNF es un factor neurotrófico dopaminérgico muy potente y es mas efectivo que otros factores como el BDNF, TGFb3, NTN, NT4/5, CNTF. El GDNF es capaz de proteger a las neuronas dopaminérgicas de la sustancia negra tanto de la axotomía como de la degeneración inducida por neurotoxinas tales como la neurotoxina MPTP o la neurotoxina 6-OHDA. La administración exógena de GDNF produce la recuperación funcional en modelos animales (roedores y primates) de la EP. Esta molécula proteica es muy lábil, se degrada con gran facilidad y casi no atraviesa la barrera hematoencefálica. El GDNF administrado por vía intracerebroventricular alivia los síntomas de la EP, promueve la regeneración de las neuronas dañadas y aumenta los niveles de dopamina (57). Las micropartículas con GDNF, L-DOPA/carbidopa, dopamina o norepinefrina pueden prepararse con polímeros biodegradables tipo (PLGA) poly lactic-co-glycolic acid cuyos productos de degradación son atóxicos.

Aplicación de vectores dopaminotróficos

Otra estrategia terapéutica de transplante es introducir moléculas neuroprotectoras con acción dopaminotrófica. El GDNF y BDNF poseen potentes efectos in vivo e in vitro sobre neuronas dopaminérgicas. También se han obtenido buenos resultados con fibroblastos modificados genéticamente secretores de GDNF y BDNF, así como con vectores virales que expresan GDNF. Los efectos neuroprotectores in vivo permiten el rescate de un 40 a un 70% de las neuronas dopaminérgicas. El TGF- β1 es otro factor neurotrófico que protege las neuronas dopaminérgicas in vitro, también es un cofactor que potencia la actividad de GDNF tanto in vitro como in vivo. Los efectos antiparkinsonianos de los transplantes celulares cromafines adrenales son debidos a la liberación de dopamina, a la reinervación dopaminérgica del estriado denervado y a la expresión y liberación de GDNF y TGF- β1. Estas células inducen la arborización de las neuronas supervivientes dopaminérgicas, dando lugar a una reinervación del estriado dañado.

  

Figura. A. Vías dopaminérgicas, núcleo estriado y molécula desarrollada del neurotransmisor dopamina. Estas vías están afectadas en las enfermedades de Parkinson, Huntington y esquizofrenia, también se encuentran asociadas a la neurobiología de las adicciones. B. Sinapsis dopaminérgica, donde se muestran esquemáticamente los elementos pre y postsinápticos. Los receptores D1 se acoplan a la estimulación de la actividad de la adenilciclasa, mientras que los receptores D2 inhiben la actividad del enzima. DA = Dopamina. MAO = Monoaminooxidasa. COMT = Catecol-oxi-metiltransferasa.

 

Agradecimientos

Este trabajo fue apoyado por el Sistema Nacional de Investigadores del CONACyT (Apoyo No. 33834), Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la Escuela Superior de Medicina del Instituto Politécnico Nacional, por la Fundación Gonzalo Río Arronte IAP, y el laboratorio de Histología de la Escuela Médico Militar, Universidad del Ejército y Fuerza Aérea; y dirigido por el doctor Dolores Javier Sánchez González.

Dolores Javier Sánchez González y cols. Neurol Neurocir Psiquiat 2007

Células Madre y Regeneración Cardíaca.

Células Madre y Regeneración Cardíaca

Autor: Dolores Javier Sánchez González

La principal causa de muerte en nuestro país son la enfermedades cardiovasculares, especialmente por infarto al miocardio (IAM), los avances en la cirugía de “By pass” y la angioplastía percutánea de la coronarias con colocación de “Stents” cardiacos ha mejorado sobre toda la sintomatología de la angina estable e inestable, sin embargo, no siempre tienen la capacidad de restaurar la función sobre todo en IAM que evolucionan a dilatación ventricular e insuficiencia cardiaca congestiva (ICC).

La terapia celular con cardiomiocitos previno el adelgazamiento cardiaco y la dilatación ventricular. La era de la cardiomioplastía celular inició con el Dr. Menasche en Paris en un estudio clínico fase I pacientes referidos para una cirugía de “By pass” con infartos extensos, se obtenía una biopsia muscular, de la cual se aislaban mioblastos que eran cultivadas de forma externa, los cuales fueron inyectados alrededor del infarto en el tiempo quirúrgico del “By pass”. 10 pacientes en un periodo de 1 a 2 años posterior a la cirugía de “By pass” y a la terapia celular, se encontraron libres de síntomas coronarios y mejoraron la función cardiaca de forma general, la cual fue evaluada en el ecocardiograma, lo cual sugirió una restauración de la función en la zona infartada. Los estudios de Medicina Nuclear con tomografía por emisión de positrones (PET) y tomografía por emisión de fotón único (SPECT) mostraron viabilidad en la región del infarto en zonas que no estaban presentes en el periodo preoperatorio. Dos pacientes murieron, uno por choque cardiogénico y otro murió 17 meses después por un evento vascular cerebral de tipo isquémico, en las autopsias se observó que los mioblastos se encontraban engarzados en la región del infarto, demostrándose la viabilidad del trasplante de células. Aunque las células se encontraron entre los miocitos estas células no presentaban la característica de sincronización del latido debido a que no expresaban uniones estrechas “gap junctions”. En cuatro pacientes aparecieron arritmias y requirieron del implante de desfibriladores y el uso de amiodarona. Actualmente este procedimiento de cardiomioplastía celular requiere de la inyección de 800,000,000 mioblastos.

Estudios actuales están demostrando que la regeneración celular del miocardio infartado proviene de la diferenciación de células madre residentes en el miocardio y de las provenientes de la médula ósea. Desafortunadamente este proceso puede ser insuficiente para prevenir la insuficiencia cardiaca en los infartos masivos y en los pacientes con cardiomiopatías.

La insuficiencia cardiaca es un trastorno frecuente, discapacitante y mortal. La causa más común de insuficiencia cardiaca en los países desarrollados es la enfermedad isquémica del corazón, un bloqueo de los vasos sanguíneos del corazón que provoca la muerte del tejido del músculo cardíaco. Esto produce que el corazón bombee menos sangre, dando lugar a una disminución de la fracción de eyección ventricular izquierda (FEVI). Los tratamientos disponibles, señalan los autores del trabajo, no abordan el problema fundamental de la pérdida de tejido cardiaco.

Se sabe que el corazón de un adulto contiene células madre cardiacas con la capacidad de autorrenovarse y de clonarse. Roberto Bolli, de la Universidad de Louisville (EE.UU.). y Piero Anversa, del Hospital Brigham de Mujeres de la Universidad de Harvard (EE.UU.), publicó en The Lancet que estas células son multipotentes, es decir, se diferencian en los tres linajes cardiacos principales (miocitos, células musculares

lisas vasculares y células endoteliales ).

En modelos animales las células madre cardiacas han demostrado capacidad para mejorar la insuficiencia cardiaca, pero hasta ahora no se habían probado en seres humanos. En este estudio, Roberto Bolli y co-autores han llevado a cabo un estudio en fase 1 en pacientes con insuficiencia cardiaca tras de un ataque cardíaco para evaluar la seguridad y la viabilidad de la infusión intracoronaria de las células madre cardiacas y poner a prueba así la hipótesis de que esta intervención podría mejorar la función contráctil del corazón y el estado clínico general del paciente.

El ensayo, denominado Scipio, se llevó a cabo en 23 pacientes con insuficiencia cardíaca severa que habían sido sometidos a cirugía de revascularización coronaria. Un total de 16 recibieron células madre cardiacas, mientras que los otros siete (grupo control) recibieron el tratamiento estándar. Los pacientes recibieron una infusión de 1 millón de células madre cardiacas durante un periodo medio de 4 meses después de la cirugía coronaria. Los resultados mostraron que en 14 pacientes tratados con esta procedimiento, se observó un aumento de la fracción de un 30.3% antes de la infusión a un 38.5% a los 4 meses después de la infusión. En el grupo control no hubo cambios. 

Mas información acerca de este tipo de investigación en: www.doloresjaviersanchezgonzalez.com.mx

Derivados del Calostro - Factor de Transferencia

Factor de transferencia derivado del calostro

Autor: Doctor Dolores Javier Sánchez González

El calostro es una rica fuente de FT que transmiten al producto códigos de reconocimiento para identificar antígenos extraños potencialmente patógenos. En el lactante, la inmunidad inicial se establece rápidamente por medio de la leche materna que es rica en inmunoglobulinas y FT. Los niños que no son amamantados se vuelven más susceptibles a infecciones y alergias. 

Las inmunoglobulinas del calostro son la fuente de la mayoría de las alergias a la leche de vaca en humanos, a diferencia de los FT que no son alergénicos y se ha comprobado que la administración oral a largo plazo de preparados de FT es segura. El FT obtenido del calostro de bovino eleva la actividad de las células asesinas naturales o natural killer (NK) y también induce respuestas de hipersensibilidad retardada. Algunas presentaciones para consumo humano, contienen una combinación de FT del calostro de bovino y del huevo de gallina, lo cual proporciona una actividad inmunogénica más amplia y eficaz.

Durante el último trimestre de la gestación la glándula mamaria acumula el precalostro formado principalmente por exudado de plasma, células, inmunoglobulinas, lactoferrina, seroalbúmina, sodio, cloro y una pequeña cantidad de lactosa. En los cuatro primeros días posteriores al parto, se produce el calostro, un

fluido amarillento y espeso de alta densidad y escaso volumen. Entre 2 y 20 ml de calostro por toma, es suficiente para satisfacer las necesidades del recién nacido aunque tiene menos contenido energético, lactosa, lípidos, glucosa, urea, vitaminas hidrosolubles y nucleótidos que la leche, pero contiene más proteínas, ácido siálico, vitaminas liposolubles E, A, K y carotenos. El contenido en minerales como sodio, zinc, hierro, azufre, selenio, manganeso y potasio también es superior en el calostro. Pero, sobre todo, el calostro tiene un contenido muy elevado de inmunoglobulinas especialmente IgA, FT, lactoferrina, linfocitos, macrófagos, oligosacáridos y citocinas. También contiene enzimas intestinales que ayudan en la digestión como la lactasa. Sus abundantes inmunoglobulinas cubren el endotelio del tubo digestivo evitando la adherencia de los microorganismos patógenos, facilita la colonización del tracto intestinal por lactobacilos y contiene antioxidantes que le protegen del estrés oxidativo.

La lactoferrina y el ácido linoleico conjugado del calostro pueden prevenir o reducir los cánceres de colon, vejiga, lengua, esófago y pulmón así como la formación de metástasis de pulmón. En los Estados Unidos y ciertas regiones de Europa se preparaba un postre de calostro cubierto de miel como antibiótico antes del descubrimiento de la penicilina.  

Si desea conocer mas información acerca del trabajo del Dr.Dolores Javier Sánchez González consulte: 

http://www.celulasmadrejaviersanchezgonzalez.com.mx/tag/doctor-dolores-javier-sanchez-gonzalez/