DE LA FECUNDACIÓN IN VITRO A LAS CÉLULAS MADRE: LA NUEVA MEDICINA REGENERATIVA Anna Veiga Servei de Medicina de la Reproducció - Institut Universitari Dexeus Centre de Medicina Regenerativa de Barcelona Barcelona

CMR[B] HISTORIA  1878 1º intento de fecundar in vitro un ovocito de mamífero  1959 1º éxito de Fecundació in Vitro (FIV) (conejo) en USA  1968 1º intento de FIV en humanos  1978 1º nacimiento de FIV en humanos (Edwards y Steptoe- Louise Brown)

HISTORIA CMR[B] España  1984 1º nacimiento de FIV en el estado español (Victòria-Anna)  1986 1º nacimiento a partir de un embrion congelado  1988 1º nacimiento tras donación de ovocitos  1992 1º nacimiento tras microinyeción intracitoplasmática  1994 1º nacimiento tras diagnóstico preimplantacional

Self renewal Differentiation

CÉLULAS MADRE  Se trata de células indiferenciadas que se han localizado en la masa celular interna del blastocisto, en algunos tejidos fetales, en el cordón umbilical y la placenta y en varios tejidos adultos.  Son células pluripotentes (o en algunos casos totipotentes) que dan lugar a tejidos especializados y órganos.  Su utilidad estriba en la utilización para tratamientos de patologías con pérdida de función celular

CÉLULAS MADRE

CÉLULAS MADRE ENFERMEDADES CON PÉRDIDA DE FUNCIÓN CELULAR POTENCIALMENTE TRATABLES MEDIANTE TERAPIA BASADA EN CM  Alteraciones neurodegenerativas  Accidentes vasculares  Lesiones de médula ósea  Fallo cardíaco  Diabetes mellitus...

CÉLULAS MADRE EMBRIONARIAS Son las que derivan de la masa celular interna (MCI) de un blastocisto (día +5 de desarrollo,  150 células). Las células de la MCI dan lugar a las 3 líneas del embrión: ectodermo, mesodermo y endodermo. MCI

CÉLULAS MADRE EMBRIONARIAS CULTIVO Y DIFERENCIACIÓN  Bajo condiciones adecuadas de cultivo, las CME mantienen su estado indiferenciado indefinidamente. ©Wicell

DIFERENCIACIÓN Factores genéticos y/o ambientales controlan el desarrollo de las CME y su implicación en los distintos estadíos de diferenciación. Perfeccionamiento de los métodos de cultivo de CME para controlar la diferenciación en distintos tipos celulares.

DIFERENCIACIÓN DE LAS CME Se han obtenido ya numerosos tipos celulares a partir de CME: células de músculo cardiaco células neuronales células hematopoyéticas células pancreáticas células endoteliales hepatocitos trofectodermo Ovocitos y espermatozoides

Numerosos grupos (UK, USA, Japon, Israel, Singapore, Suecia, Finlandia) estan derivando actualmente líneas de CME a partir de blastocistos obtenidos de embriones sobrantes de programas de Fecundación in vitro. Establecimiento de Registros y Bancos de células madre: NIH, UK Registro Europeo de lineas de CME.

Registro Europeo de líneas de CME humanas (EU hESC registry) Coordinadores: Anna Veiga CMRB Barcelona Joeri Borstlap CellNet Berlin

PROBLEMAS TÉCNICOS  Las terapias de aplicación clínica no son inmediatas y queda mucha investigación por hacer.  Teratomas: si no se purifican las líneas diferenciadas y se inyectan se induce la aparición de cáncer  Las líneas establecidas deben estar bien caracterizadas y se debe evaluar su utilidad real. No utilidad clínica de las líneas existentes.  Es preciso crear mas líneas celulares (bancos de células madre) mediante cultivo apropiado y bien documentado para plantear terapias de aplicación clínica y cubrir las necesidades existentes.

ORÍGEN DE LOS EMBRIONES Embriones sobrantes programas de FIV (sin proyecto parental, embriones PGD) Embriones creados mediante FIV para derivar CM Pseudoembriones creados por transferencia nuclear (SCNT)

Consentimiento de los Progenitores para la Utilización de Preembriones con Fines de Investigación Los abajo firmantes progenitores de preembriones conservados en el Servei de Medicina de la Reproducció, Institut Universitari Dexeus, MANIFESTAMOS libremente nuestra opción por la iniciativa marcada X: --- 1. Mantener la criopreservación de los preembriones. --- 2. Donar los preembriones a otras parejas que lo soliciten sin ánimo de lucro y con fines de reproducción. --- 3. Ceder los preembriones para que las estructuras biológicas obtenidas en el momento de la descongelación puedan ser utilizadas en la investigación que abajo se indica (*) y bajo las condiciones que se reseña (**), sin que en ningún caso se proceda a la reanimación --- 4. Descongelación sin otros fines. (*) Investigación a realizar con los preembriones descongelados La investigación consistirá en la derivación de líneas de células madre embrionarias en condiciones que permitan su uso tanto en investigaciones posteriores como en terapias clínicas y que se realizará en el Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona bajo la dirección del Dr. Juan Carlos Izpisúa Belmonte Título del proyecto de investigación: DERIVACIÓN DE LÍNEAS DE CÉLULAS MADRE EMBRIONARIAS EN CONDICIONES LIBRES DE XENOBIOTICOS Y CARACTERIZACION IN VIVO DE SU PLURIPOTENCIALIDAD (**) Con la firma de este compromiso se renuncia a cualquier derecho de naturaleza económica, patrimonial o potestativa sobre los resultados que pudieran derivarse de manera directa o indirecta de las investigaciones que se lleven a cabo. En a de de 200 Fdo.: Doña Fdo.: Don DNI: DNI:

DEBATE ÉTICO  Destrucción embriones  Apoyo de la mayoría de sociedades científicas en la utilización de embriones sobrantes de TRA para la creación de CME  Consenso de no crear embriones si no es estrictamente necesario  Legislaciones variables en distintos países.

Derivación de CME a partir de células unicas Klimanskaya et al, Nature 2006

CLONACIÓN a partir de una célula de un individuo adulto  1997: Publicación en la revista Nature (Wilmut et al, Roslin Institute, Edinburgo) del nacimiento del primer mamífero superior a partir de una célula de un individuo adulto  Oveja, macaco, cerdo, vaca, gato, ratón, conejo, mula, ciervo, caballo, cabra, perro Dolly y su madre portadora

 CLONACIÓN POR TRANSFERENCIA DE NÚCLEO Producción de un individuo genéticamente idéntico por transferencia del núcleo de una célula somática a un ovocito del cual se ha eliminado el núcleo (SCNT- somatic cell nuclear transfer) *Pseudo-embrión somático - Embrión gamético

CLONACIÓN PROBLEMAS ASOCIADOS A LA CLONACIÓN Las gestaciones de embriones clonados están asociadas a fallos gestacionales o neonatales.  graves malformaciones de la placenta: problemas de disminución del aporte de oxígeno y de nutrientes.  graves malformaciones del feto: tamaño excesivo , distress respiratorio, problemas circulatorios, anomalías inmunológicas, malformaciones cerebrales, de riñón.

CLONACIÓN PROBLEMAS ASOCIADOS A LA CLONACIÓN  anomalías relacionadas con errores epigenéticos que ocurren durante la reprogramación nuclear  elevada mortalidad y morbilidad perinatal  obesidad y envejecimiento prematuro ????  cáncer

Clonación Terapéutica Transferencia Nuclear

TRANSFERENCIA NUCLEAR UTILIDAD  La obtención de células madre embrionarias humanas a partir de un blastocisto clonado con las propias células del paciente a tratar eliminarán los problemas de rechazo.

Transferencia nuclear para el estudio de los mecanismos celulares y moleculares de la enfermedad

Transferencia nuclear para el estudio de los mecanismos celulares y moleculares de la enfermedad

Transferencia nuclear para el estudio de los mecanismos celulares y moleculares de la enfermedad

Transferencia nuclear para el estudio de los mecanismos celulares y moleculares de la enfermedad

ASPECTOS LEGALES Europa  A favor: Suecia, Finlandia, Dinamarca, Bélgica, Luxemburgo, Reino Unido, Francia, España  En contra: Alemania, Austria, Italia, Portugal. Naciones Unidas  Moratoria para resolución en contra de cualquier tipo de clonación USA No derivación de líneas con fondos federales a partir de 09/08/01. Sin restricciones con fondos privados (CME, TN)

CENTRE DE MEDICINA REGENERATIVA DE BARCELONA BANC DE LÍNIES CEL·LULARS DE BARCELONA Funciones Derivar, caracterizar, cultivar, almacenar, conservar y poner a disposición líneas de células madre embrionarias. PARC DE RECERCA BIOMÈDICA DE BARCELONA

Regenerative Medicine Organogenesis Differentiation Embryo Development Tissue formation Regeneration Regenerative Medicine