ASPECTES MÈDICS I ÈTICS DE LES CÈL.LULES MARE J. EGOZCUE Cell Biology, U.A.B. Hospital de la Santa Creu i Sant Pau, 1401-2001

STEM CELLS O CÈL.LULES MARE ‘80 s: mouse embryonic stem cells (ESC) ‘90s: mouse embryonic germ (EG) or primordial germ cells (PGC) final ‘90s: human embryonic stem cells (hESC) ...fetal SC, adult SC, nuclear transfer ntSC, human pluripotent hpSC or embryoid body derived EBDSC....

Cèl.lules no considerades com a SC Cèl.lules de cordó (ús directe) Cèl.lules germinals primordials (el protocol no s’ha pogut reproduir) Clonatge terapèutic (el clonatge no és possible avui dia; massa riscos d’anormalitat)

Propietats ESC (6-8 cèl.lules): Totipotents ESC (Blastocist): Multipotents Fetals: Pluripotents Adultes: Pluripotents. Grans possibilitats de les MPACs

Utilitat ▪ Diferenciació en qualsevol tipus cel.lular ▪ Producció de teixits senzills ▪ Producció d’òrgans senzills (enginyeria cel.lular)

Finalitat Trasplantament de teixits (diabetis, medul.la espinal, Parkinson, Alzheimer, etc.) Creació d’òrgans senzills (bufeta urinària) Teràpia gènica?

Obtenció 1 AUTOTRASPLANTAMENT (No problemes immunològics) Biòpsia embrionaria a 6-8 cèl.lules (insuficient?; encara arriscat; calen ART; quan el nen neix, se sap si és normal) SC adultes (MPACs) (mobilització)

Reproducción asistida Cultivo embrionario in vitro Diagnóstico genético preimplantacional Reproducción asistida Fecundación in vitro Cultivo embrionario in vitro ICSI: necesaria en casos de factor masculino asociado (p.ejemplo en portadores de translocaciones) y obligada siempre que el DGP se aborde por PCR. Algunos centros recurren siempre a ICSI en ciclos de DGP para asegurar fecundación, depende del centro. Revisión de datos del Consortium: .......... 81% de los embriones presentan 6-8 células en dia +3 y permiten ser biopsiados. Día +1 Día +2 Día +3

Biopsias embrionarias Diagnóstico genético preimplantacional Biopsias embrionarias Micromanipulación Obtención de las biopsias requiere de la utilización de micromanipuladores. En primer lugar se inmoviliza el embrión y se procede a realizar una abertura en la ZP. Método mecánico, disolución parcial (enzimática, medio ácido, haz de láser). Pequeño tamaño (aprox. 50 um). A continuación se procede a retirar una célula mediante succión con una pipeta (aprox. 40 um de diámetro). Cuidadosamente para no lisar (estropear la célula). VIP= el diagnóstico se va a basar en la célula retirada.

Biopsias embrionarias Abertura parcial de la zona pelúcida Diagnóstico genético preimplantacional Biopsias embrionarias Abertura parcial de la zona pelúcida Obtención de las biopsias requiere de la utilización de micromanipuladores. En primer lugar se inmoviliza el embrión y se procede a realizar una abertura en la ZP. Método mecánico, disolución parcial (enzimática, medio ácido, haz de láser). Pequeño tamaño (aprox. 50 um). A continuación se procede a retirar una célula mediante succión con una pipeta (aprox. 40 um de diámetro). Cuidadosamente para no lisar (estropear la célula). VIP= el diagnóstico se va a basar en la célula retirada. Disolución química/mecánica Láser

Biopsias embrionarias Extracción de blastómeros Diagnóstico genético preimplantacional Biopsias embrionarias Extracción de blastómeros Células íntegras Células con núcleo Una/dos células Obtención de las biopsias requiere de la utilización de micromanipuladores. En primer lugar se inmoviliza el embrión y se procede a realizar una abertura en la ZP. Método mecánico, disolución parcial (enzimática, medio ácido, haz de láser). Pequeño tamaño (aprox. 50 um). A continuación se procede a retirar una célula mediante succión con una pipeta (aprox. 40 um de diámetro). Cuidadosamente para no lisar (estropear la célula). VIP= el diagnóstico se va a basar en la célula retirada.

Obtenció 2 AL.LOTRASPLANTAMENT (Compatibilitat, però tractament antirebuig) ESC obtingudes de la ICM de blastocists (molts embrions són anormals: com es determina la normalitat?; embrions creats o embrions supernumeraris?) Línies d’SC obtingudes de teixits fetals o adults

Procediment Aïllament: biòpsia embrionària, dissecció immunoquímica, etc. Cultiu: factors de creixement, factors de diferenciació, medis de cultiu específics, marcadors tissulars, marcadors suïcides, etc.

Problemes 1. La diferenciació no és unilineal, per la qual cosa hi ha una barreja de cèl.lules diferenciades en diferents tipus tissulars 2. Cal l’ús de marcadors d’identificació o de marcadors suïcides per tal d’eliminar les cèl.lules alienes 3. Hi ha cèl.lules que no es diferencien, i resten com a SC, tumorigèniques

Aplicacions i tipus cel.lular Diabetis: SC embrionàries. Cal enginyeria genètica. Parkinson: SC fetals Infart de miocardi: SC adultes Cada situació té una estratègia diferent

Aplicacions i tipus cel.lular Hi ha la possibilitat d’emprar la pell com a bioreactor, mitjançant empelts de pell artificial amb cèl.lules del pacient modificades genèticament, p. ex., tractament de la diabetis, o de l’obesitat amb leptina

Producció de teixits Fins ara, s’han aconseguit resultats en el laboratori o in vivo. Gairebé tots els tipus d’SC s’han fet diferenciar en qualsevol altre tipus de cèl.lula Tots els èxits s’han obtingut en animals de laboratori

Producció d’òrgans Es pot imaginar la producció d’òrgans senzills mitjançant enginyeria de teixits: p. ex. polímer+múscul llis+uroteli = bufeta urinària, o polímer+múscul llis+endoteli = artèria Es pot imaginar la producció de, p. ex., un òrgan filtrador senzill, però costa imaginar la diferenciació d’SC en un ronyó

Teràpia gènica 1 “Curar” mutacions és molt complicat. Pot funcionar. Cal analitzar en quins casos és millor la selecció d’embrions per PGD, i en quins casos cal desenvolupar estratègies de teràpia gènica (p. ex., càncer; p. ex., malalties degeneratives o d’aparició tardana?)

Teràpia gènica 2 S’ha suggerit la possibilitat de produir un embrió, fer un diagnòstic de la malaltia al cas, modificar el gen o afegir un gen normal, i mitjançant tècniques de clonatge produir un embrió somàtic evolutiu normal. Sembla que hi ha alternatives més raonables, p. ex., la selecció d’embrions normals per PGD.

Aspectes ètics 1 1. Cal investigar amb SC humanes 2. Això vol dir que s’han de derivar línies de cèl.lules mare d’embrions humans 3. L’ús de línies d’SC ja existents (Bush) és insuficient 4. La creació de línies d’SC és complicada

Aspectes ètics 2 Legalment, a l’estat espanyol un embrió preimplantacional no és un ésser viu (“..la vida es un devenir que se inicia con la gestación...”; TCE) Biològicament, no hi ha cèl.lules determinades per a produir el cos de l’embrió fins que es desenvolupa la placa embrionària

Aspectes ètics 3 La llei espanyola accepta de consuetud que no transferible és equivalent a no viable Hi ha embrions no transferibles, que poden ser normals o anormals. Els embrions anormals es poden emprar en recerca de patologies. Els embrions normals no transferibles poden emprar-se per a obtenir SC

Aspectes ètics 4 Són embrions normals no transferibles, i per això útils per a obtenir SC els següents: Embrions surplus que han estat exclosos del projecte reproductiu, embrions normals després d’un PGD (p. ex. sexat), i embrions de risc (p. ex., de dones grans)

Aspectes ètics 5 També es pot considerar la possibilitat de crear embrions exclusivament per a la recerca (legal al Regne Unit), i La producció d’embrions somàtics amb tècniques de clonatge no té sentit ara mateix, tot i que pot ser útil en el futur

Aspectes ètics 6 Per l’aplicació de tècniques noves a humans cal molta prudència Grups científics de base confessional han trasplantat mioblasts a pacients amb cardiopaties, sense cap control formal Aquestes pràctiques haurien de ser controlades amb tota cura