Caracterización Morfológica, Génica y Protéica en la Diferenciación de Células Madre Embrionarias de Ratón a Células Pancreáticas Tempranas

Abstract

RESUMEN:Debido al auge de la medicina regenerativa, las Células Madre (SC) representan una fuente de reemplazo celular para cualquier tejido, decidiendo emprender este trabajo de investigación con el objetivo de diferenciar células madre embrionarias de ratón (mESC) a células pancreáticas tempranas, realizando su caracterización génica y morfológica. Primeramente se cultivaron y arrestaron en su ciclo celular fibroblastos embrionarios de ratón (MEF) con mitomicina, posteriormente se expandieron las mESC y se sometieron a un protocolo de diferenciación de 21 días hacía células pancreáticas tempranas, evaluándose durante la diferenciación su morfología y expresión relativa de los genes sox-17, pdx-1, ins-1 e ins-2, determinando además la producción de las proteínas insulina y glucagón mediante inmunocitoquímica y citometría de flujo. Se obtuvieron cuerpos embrionarios (EBs) a partir de mESC, con características morfológicas diferentes de acuerdo a su diferenciación, los cuales expresaron genes de la línea germinal endodérmica (sox-17 y pdx-1) a los días 0, 11 y 17 de diferenciación, gen inductor del desarrollo embrionario pancreático (pdx-1) al día 11 de diferenciación y, genes de expresión pancreática (ins-1 e ins-2) a los días 17 y 21 de diferenciación. Finalmente se detectó la producción de proteínas insulina y glucagón en los EBs al día 21 de diferenciación. Se logró diferenciar mESC. El análisis morfológico evidenció cúmulos celulares tridimensionales correspondientes a EBs. Con el análisis de los patrones de expresión génica, se distinguieron inicialmente células con características genéticas de endodermo y posteriormente a partir del día 17 células pancreáticas tempranas, las cuales al día 21 de diferenciación expresaron las proteínas insulina y glucagón. Los resultados anteriores sugieren la necesidad de continuar protocolos de diferenciación para determinar el comportamiento de ESC sometidas a diferenciación y su posible uso terapéutico al implantar células diferenciadas y especializadas en modelos animales.PALABRAS CLAVE: Células madre; Stem cell; Diferenciación de células madre; Células diferenciadas; Cuerpos embrionarios; Células productoras de insulina.

Principal Components by FTIR Spectroscopy as Innovative Characterization Technique during Differentiation of Pluripotent Stem Cells to Pancreatic Cells

“…Pluripotentes (CMP), es su capacidad de diferenciarse en más de 200 tipos de células especializadas bajo ciertas condiciones de cultivo [2] . Diversos estudios experimentales en animales y algunos ensayos clínicos empleando CM, han demostrado su potencial terapéu-tico en enfermedades de impacto mundial y social como la Diabetes, en las cuales los tratamientos médi-cos actuales son insuficientes para el control metabó-lico y sin opción de regenerar el órgano dañado para aumentar su función [3] .…”

“…Realizando el análisis multivariado de ACP (Figura 5), pudimos observar en el primer componente principal para las tres regiones exploradas, una clara discrimi- nación entre CMP y CPD, evidenciando el cambio bioquímico y estructural que sufren las CM al ser diferenciadas, resultados que han sido reportados por diversos autores y nuestro grupo de investigación mediante técnicas moleculares o fenotípicas durante la diferenciación dirigida de CMP [2,4,5,8,13,14] .…”

“…Respecto al segundo componente principal en las primera y segunda regiones (proteínas y carbohidratos), este análisis nos posibilitó discriminar la primera fase de diferenciación (día 11), en la cual como se mencionó anteriormente, se ha reportado la expresión de nuevas proteínas relacionado con el aumento en la complejidad celular y en el contenido proteico, así como el aumento de las moléculas de azúcar por el metabolismo de los carbohidratos como el glucógeno durante la diferenciación de CMP [2,8,10] . Además, esta segunda región analizada correspondiente al glucógeno, refuerza mediante ACP lo reportado por Walsh y cols., quienes mencionan que este intervalo espectral, constituye un buen indicador de las alteraciones en la estructura secundaria del DNA y lo destacan como una región fundamental para el proceso de diferenciación [15] .…”

Principal Components by FTIR Spectroscopy as Innovative Characterization Technique during Differentiation of Pluripotent Stem Cells to Pancreatic Cells

“…Una propiedad esencial de las Células Madre Pluripotentes (CMP), es su capacidad de diferenciarse en más de 200 tipos de células especializadas bajo ciertas condiciones de cultivo [2] . Diversos estudios experimentales en animales y algunos ensayos clínicos empleando CM, han demostrado su potencial terapéutico en enfermedades de impacto mundial y social como la Diabetes, en las cuales los tratamientos médicos actuales son insuficientes para el control metabólico y sin opción de regenerar el órgano dañado para aumentar su función [3] .…”

Principal Components by FTIR Spectroscopy as Innovative Characterization Technique during Differentiation of Pluripotent Stem Cells to Pancreatic Cells

“…Una propiedad esencial de las Células Madre Pluripotentes (CMP), es su capacidad de diferenciarse en más de 200 tipos de células especializadas bajo ciertas condiciones de cultivo [2] . Diversos estudios experimentales en animales y algunos ensayos clínicos empleando CM, han demostrado su potencial terapéutico en enfermedades de impacto mundial y social como la Diabetes, en las cuales los tratamientos médicos actuales son insuficientes para el control metabólico y sin opción de regenerar el órgano dañado para aumentar su función [3] .…”