Ideas y Ideas y ejemplosejemplos en el 2007en el 2007::De De ccéélulaslulas madresmadres y y nanotecnolognanotecnologííaaen la en la investigaciinvestigacióónn de de aterosclerosisaterosclerosis

Hotel Nacional de Cuba, 3 - 6 de julio, 2007

VII Congreso de la Sociedad Cubanade Bioingeniería, Habana 2007

JosJoséé Emilio Emilio FernFernáándezndez--BrittoBritto RodrRodrííguezguez

Células MadresHumanas

hematopoyéticasTill y

McCulloch1950-60

Células madres-2007

El interés por la utilización de las células madre, sin embargo, ha crecido de forma exponencial en los últimos años a raíz de la

THOMSON JA, et al. Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science1998; 282: 1145-1147.

identificación,caracterización,aislamiento y conservación

de las células madre embrionarias humanas

Becker AJ, McCulloch EA, Till JE (1963). "Cytological demonstration of the clonal nature of spleen colonies derived from transplanted mouse marrow cells". Nature 197: 452-4.

Siminovitch L, McCulloch EA, Till JE (1963). "The distribution of colony-forming cells among spleen colonies".Journal of Cellular and Comparative Physiology 62: 327-36.

Células madres-2007

1. THOMSON JA, et al. Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science1998; 282: 1145-1147.

Una célula madre o troncal (STEM), es aquella que es capaz de dividirse indefinidamente y diferenciarse a distintos tipos de células especializadas, no sólo morfológicamente sino

también de forma funcional.

Las células madre se pueden clasificar según su capacidad de diferenciarse a distintos tipos de tejidos según su

potencialidad (totipotenciales) producen tejido embrionario y extraembrionario (placenta y anejos)

Desde el punto de vista de su origen se divide a las células troncales (Stem cell) en:

Células madres-2007

Embrionarias

Adultas

(derivan del embrión, del blastocistoo de la cresta gonadal)

(derivan de alguno de los tejidos adultos).

Progenitoras o precursoras o TAC “Transient Amplifier cells”

…Dendríticas….mieloide y plamocitoide

Poseen un determinado linajecon capacidad proliferativa

Autoregeneración: concepto

Capacidad de algunas células para formarnuevos tejidos jóvenes bien diferenciadoscon estructura y funcionamiento similar

a las que ellas sustituyen.

Células madres-2007

Logran cumplir a cabalidad las funcionesen sustitución de las muertas

Células madres-2007

Estas células madre obtenidas de tejidos adultos

(ADULTAS),poseen dos características:

1. Auto-renovación2. Diferenciación

División de Stem Cell simétrica

División de Stem Cell asimétrica

División de progenitoras

Diferenciación terminalCultivo de célulasmadres con fluorescencia

Células madres-2007

Cultivo de célulasmadres con fluorescencia

AutotrasplanteAutotrasplante de cde céélulas madre lulas madre hematopoyhematopoyééticasticas en pacientes con en pacientes con arteriosclerosis obliterante crarteriosclerosis obliterante crííticatica

Porfirio Hernandez, Natalia Pol, Heriberto Artaza, Dinorah Gonzalez, Pedro Goicoechea, Angela Blanco,Consuelo Macias, Lazaro Cortina, GRUPO COOPERATIVO DE TRABAJO PARA LA APLICACIGRUPO COOPERATIVO DE TRABAJO PARA LA APLICACIÓÓN DE LA MEDICINA N DE LA MEDICINA

REGENERATIVA EN LA ESPECIALIDAD DE ANGIOLOGREGENERATIVA EN LA ESPECIALIDAD DE ANGIOLOGÍÍAA

Instituto de Hematología e InmunologíaHospital Clínico Quirúrgico Docente “Enrique Cabrera”

Hospital Pediátrico “William Soler”. Cardiocentro Pediátrico

Estudio evolutivo de un paciente tratado con cEstudio evolutivo de un paciente tratado con céélulas lulas madre por madre por úúlcera isqulcera isquéémicamica

Nanomudodel

2007

El padre de la "nanociencia", es considerado Richard Feynman, premio Nóbel de Física,

quién en 1959 propuso fabricar productos en basea un reordenamiento de átomos y moléculas.

Nanomundo del 2007

En 1959, el gran físico escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadores trabajando con átomos individuales podrían consumir poquísima energía y conseguir velocidades asombrosas.

La mejor definición de Nanotecnología es:

• estudio, • diseño, • creación, • síntesis, • manipulación • aplicación

• materiales, • aparatos y • sistemas

Mediante el control de la materia a nano escala

dede

NanotecnologíaNomo Taniguchi

1974

Nanomundo del 2007

fabricación de productos mediante métodos de mecanizado

NANOMEDICINA(NIH)-EEUU

Genómica y Proteómica

innovaciones técnológicas

beneficio de los pacientes

Nanomundo del 2007

Nanopartículas

Es un area muy extensa de la medicina que incluye

Nanomáquinas

Nanofibras y nanoconstrucciones

Nanofibras de péptidos

Nanoescalas

Nanoporos

Micromáquinas

Nanoescalas

Nanotecnología

Nanocristales

Nanopartículas de oro

Ultrasonido molecular con nanopartículas (arterias carótida con 30 MHz

Nanopartículas marcadas con factor tisular mostrando su expresión en células endoteliales porcinas

FT- marcando con nanopartículas demostrando su presencia en las CML de la media arterial expresando los epitopes del FT

Corazón de perro con trombo experimental inyectado intravenoso con “liposomas ecogénicos” marcado con moléculas de fibrina/fibrinógeno

Trombo formado en la vena yugular del perro, imagen de Resonancia Magnética del trombo con fibrina marcado con nanopartículas paramagnéticas

Destrucción de fragmentos de endarterectomía de carótida incubado con fibrina marcada con nanopartículas se observan en el hombro de la lesión

Angiogénesis inducida en conejos alimentados con colesterol

Sección de aorta con nanopartículas marcando Beta-integrina

Inmunohistoquímica de B integrina en entre la media y al adventicia

Los nuevos vasos se hacen muy evidentes por las nanopartículasmarcadas con la fibrina

Células madres marcadas con nanopartículas de Fe oxidado

CM incubadas con nanopartículas de hierro oxidado inyectadas en el apex del corazón porcino produciendo endocitosis, se expresa por una mancha negra

Coloración de hierro del tejido cardíaco mostrando células musculares que contiene abundantes Nanopartículas en el compartimiento citoplasmático

Imagen fluorescente de fibrina marcada con nanopartículas perfluorcarbonas

Imagen de endarterectomía de carótida mostrando distribución asimétrica de una placa con grasa

Espectroscopía de RMN, nanopartículas marcando fibrina se localizan en sus epitopes

Imagen de resonancia magnetica multimodal e imagen de fluorescencia infrarojo de aterosclerosis usando nanopartículas magnetofluorescente (MFNP)

E) Raton apolip E deficiente E-/-Inyección de nanoparticulas magnetica infrarojofluorescente dextranadas (15mg/kg de hierro- circulando 24 horas) produce perdida de apo E en la raiz de la aorta

F) Confirma una zona de fluorescencia en la pared de la aorta

G) La fluorescencia se concentra en rojo en los macrófagos mientras las fibras de actina se colorean en verde en las cml

Farouc A. Jaffer, Peter Libby, Ralph Weiss Molecular and Cellular Imaging of AtherosclerosJ Am Coll Cardiol, 2006; 47:1328-1338

Reconstrucción de imagens 3D de monocitos expresados por anticuerpos GFP (verde) y células endoteliaes (Rojo) después de las dos horas de aplicadas lasnanopartículas

Noriyuki Kataoka et al. Measurements of endothelial cell-to-cell and cell-to-substrate gaps and micromechanical properties of endothelial cells during monocyte adhesion Proc Natl Acad Sci U S A. 2002 November 26; 99(24): 15638–15643.

Yamawaki, H. et al. Am J Physiol Cell Physiol 2006; 290: C1495-C1502 doi:10.1152/ajpcell.00481.2005

UltraestrucrturaUltraestrucrtura de de HUVECsHUVECs tratadastratadas con con C60(OH)24. A) Control; (B-D) con 100 µg/ml de C60(OH)24

Muchas graciaspor su

amable atención