Terapia celular basada en astrocitos cdk5-kd en un modelo de isquemia cerebral

RESUMEN: La isquemia cerebral, es una de las enfermedades cerebrovasculares más frecuentes, la cual tiene una alta incidencia de muerte, discapacidad física y mental en el mundo entero. Colombia como país en vía de desarrollo, posee una población vulnerable a esta patología, debido al incremento de los factores de riesgo como obesidad, enfermedades metabolicas, hipertensión entre otras. Actualmente, no existen tratamientos que puedan inducir una recuperación completa y a largo término de las funciones motoras, cognitivas y emocionales después del evento isquémico, lo cual, progresivamente puede desencadenar demencia vascular y/o neurodegeneración tipo Alzheimer. La excitotoxicidad, la liberación de radicales libres y la respuesta inmune exacerbada causa serias complicaciones en las áreas motoras y cognitivas post isquemia. Estas alteraciones, hacen necesario la búsqueda de tratamientos que permitan regular las alteraciones fisiopatológicas involucradas en este proceso. Una de las alternativas propuestas es la terapia celular. Esta involucra el uso de células que cumplan con características restaurativas, protectivas y homeostáticas que brinden una recuperación e impidan la progresión de la enfermedad. Una de estas células son los astrocitos los cuales están involucrados en un gran número de procesos claves en el sistema nervioso como: la regulación del tono vascular y angiogénesis en respuesta a la actividad neuronal, la remoción del exceso de glutamato de la hendidura sináptica, la regulación de la neurotransmisión, la formación, mantenimiento y regulación de la barrera hematoencefálica, la liberación de factores neurotróficos, la inmuno-modulación y la neurogénesis adulta. Por otro lado, otro factor importante para recuperación y la protección del tejido nervioso tras la isquemia cerebral, es el control de las proteínas que sufren alteraciones es su actividad una de estas proteínas es CDK5. A nivel fisiológico, esta quinasa está involucrada en funciones de células neuronales y no neuronales, como los astrocitos. Su sobreactivación está implicada en procesos neurodegenerativos asociados a taupatías y demencia vascular, como la enfermedad de Alzheimer. Por lo anterior, el objetivo central de esta investigación Andrea del Pilar Becerra Calixto. BCl. MSc 15 fue evaluar y validar la terapia celular con astrocitos modificados genéticamente con CDK5 RNAi, en un modelo in vivo para isquemia cerebral en ratas. Para ello, se evaluó el parénquima cerebral en respuesta al trasplante de astrocitos silenciados para CDK5 (CDK5-knockdown) en la corteza somatosensorial después de generar isquemia cerebral global en ratas. Ratas Wistar macho de tres meses de edad fueron sometidas a la oclusión de las arterias carótidas e inmediatamente les fueron trasplantados astrocitos con shCDK5miR, shSCRmiR y astrocitos sin modificación genética como controles. Nuestros hallazgos mostraron que un mes post tratamiento, los animales trasplantados con astrocitos shCDK5miR (CDK5-KD) recuperaron su capacidad neurológica y motora en comparación, con los animales trasplantados con astrocitos y con astrocitos shSCRmiR. A nivel histopatológico, la terapia celular con astrocitos evitó la perdida neuronal; los animales trasplantados con astrocitos CDK5-KD incrementaron significativamente la inmunorreactividad (IR) en células GFAP+ endógenas con una morfología arborizada, alrededor de vasos sanguíneos. Esta actividad fue acompañada del incremento de la IR de PECAM-1 en las paredes de los vasos sanguíneos en la corteza motora y somatosensorial, un incremento de la expresión de Ki67 en las regiones subventriculares y una secreción de factor neurotrófico derivado de cerebro (BDNF). Cuatro meses post isquemia, los animales CDK5-KD mostraron un mantenimiento de la neuroprotección, evitando la pérdida neuronal y astrocitaria. El análisis de IR para marcadores asociados a angiogénesis (PECAM-1 y Von Willebrand) y el mantenimiento de la barrera hematoencefálica (Claudina 5) mostraron una expresión vascular más asociada con el control sano (Sham). La IR de BDNF mostró un patrón de expresión astrocitaria en animales trasplantados con astrocitos CDK5-KD a diferencia de los animales control y trasplantados con astrocitos shSCRmiR y astrocitos cuya expresión fue neuronal; dichos efectos fueron apoyados por resultados in vitro de protección endotelial y neuronal en cocultivos en un modelo de excitoxicidad por glutamato. Adicionalmente, el silenciamiento de CDK5 en astrocitos, mostró un cambio parcial en los niveles de expresión de proteínas como Nestina, Dubleocortina, GFAP y Vimentina sugiriendo cambios en fenotipo de estas células probablemente relacionado con su estadio inmaduro, el cual debe ser más ampliamente Andrea del Pilar Becerra Calixto. BCl. MSc 16 estudiado. En conjunto los resultados sugieren que el trasplante de astrocitos CDK5-KD puede inducir una protección neurovascular endógena en ratas isquémicas, a través de la expresión de BDNF permitiendo una recuperación neurológica y motora, la cual puede ser sostenida a largo término

Lewy Body-like Pathology and Loss of Dopaminergic Neurons in Midbrain Organoids Derived from Familial Parkinson\u27s Disease Patient

Progressive accumulation of α-Synuclein (αSyn) in Lewy bodies (LBs) and loss of dopaminergic (DA) neurons are the hallmark pathological features of Parkinson\u27s disease (PD). Although currently available in vitro and in vivo models have provided crucial information about PD pathogenesis, the mechanistic link between the progressive accumulation of αSyn into LBs and the loss of DA neurons is still unclear. To address this, it is critical to model LB formation and DA neuron loss, the two key neuropathological aspects of PD, in a relevant in vitro system. In this study, we developed a human midbrain-like organoid (hMBO) model of PD. We demonstrated that hMBOs generated from induced pluripotent stem cells (hiPSCs), derived from a familial PD (fPD) patient carrying αSyn gene

El nemátodo consciente: Explorando marcadores de consciencia fenoménica mínima en Caenorhabditis elegans

While subcellular components of cognition and affectivity that involve the interaction between experience, environment, and physiology —such as learning, trauma, or emotion— are being identified, the physical mechanisms of phenomenal consciousness remain more elusive. We are interested in exploring whether ancient, simpler organisms such as nematodes have minimal consciousness. Is there something that feels like to be a worm? Or are worms blind machines? ‘Simpler’ models allow us to simultaneouslyextract data from multiple levels such as slow and fast neural dynamics, structural connectivity, molecular dynamics, behavior, decision making, etc.,and thus, to test predictions of the current frameworks in dispute. In the present critical review, we summarize the current models of consciousness in order to reassess in light of the new evidence whether Caenorhabditiselegans, a nematode with a nervous system composed of 302 neurons, has minimal consciousness. We also suggest empirical paths to further advance consciousness research using C. elegans.While subcellular components of cognition and affectivity that involve the interaction between experience, environment, and physiology —such as learning, trauma, or emotion— are being identified, the physical mechanisms of phenomenal consciousness remain more elusive. We are interested in exploring whether ancient, simpler organisms such as nematodes have minimal consciousness. Is there something that feels like to be a worm? Or are worms blind machines? ‘Simpler’ models allow us to simultaneouslyextract data from multiple levels such as slow and fast neural dynamics, structural connectivity, molecular dynamics, behavior, decision making, etc.,and thus, to test predictions of the current frameworks in dispute. In the present critical review, we summarize the current models of consciousnessin order to reassess in light of the new evidence whether Caenorhabditis elegans, a nematode with a nervous system composed of 302 neurons, has minimal consciousness. We also suggest empirical paths to further advance consciousness research using C. elegans

Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Dopaminergic Neurons from Familial Parkinson’s Disease Patients Display α-Synuclein Pathology and Abnormal Mitochondrial Morphology

Accumulation of α-synuclein (α-syn) into Lewy bodies (LBs) and mitochondrial abnormalities are the two cardinal pathobiological features of Parkinson’s disease (PD), which are associated with the loss of dopaminergic neurons. Although α-syn accumulates in many different cellular and mouse models, these models generally lack LB features. Here, we generated midbrain dopaminergic (mDA) neuronal cultures from induced pluripotent stem cells (iPSCs) derived from familial PD (fPD) patients and healthy controls. We show that mDA neuronal cultures from fPD patients with A53T mutation and α-syn gene (SNCA) triplication display pathological α-syn deposits, which spatially and morphologically resemble LBs. Importantly, we did not find any apparent accumulation of pathological α-syn in mDA neuronal culture derived from a healthy donor. Furthermore, we show that there are morphological abnormalities in the mitochondrial network in mDA neuronal cultures from fPD patients. Consequently, these cells were more susceptible to mitochondrial damage compared with healthy donor-derived mDA neuronal cultures. Our results indicate that the iPSC-derived mDA neuronal culture platform can be used to investigate the spatiotemporal appearance of LBs, as well as their composition, architecture, and relationship with mitochondrial abnormalities

ASPECTOS CELULARES Y MOLECULARES DE LAS CÉLULAS MADRES INVOLUCRADOS EN LA REGENERACIÓN DE TEJIDOS CON APLICACIONES EN LA PRÁCTICA CLÍNICA ODONTOLÓGICA

Abstract:The medicine and dentistry entering a new era in which the news therapy approaches like genetic therapy, cellular therapy, engineering tissue and medicine regenerative they extended the arsenal of possibilities for our patients. The Stem cells in the field of the regenerative medicine, by its characteristics of self renewal, expansion and differentiation, have shown to be an important alternative for the treatment of pathologies and to alterations in the teeth and periodontal structures. The tissue regeneration it implies the replacement of weaves affected with identical cells that can be generated from the stimulation of Mesenchymal Stem Cells (MSCs) by different involved molecular and cellular mechanisms in the dental morphogenetic; for that reason different options look for to facilitate the use of MSCs like clinical treatment of periodontal diseases and functional oral injury. Resumen:La medicina y odontología clínica están entrando en una nueva era en la cual los nuevos enfoques terapéuticos como la terapia génica, la terapia celular, la ingeniería tisular y la medicina regenerativa ampliaran el arsenal de posibilidades para nuestros pacientes. Las células Madres en el campo de la medicina regenerativa, por sus características de autorrenovación, proliferación y diferenciación, han mostrado ser una importante alternativa para el tratamiento de patologías y alteraciones en los dientes y estructuras periodontales. La regeneración tisular implica el reemplazo de tejidos afectados con células idénticas que pueden ser generadas a partir de la estimulación de células Madres mesenquimatosas (MSCs) por diferentes mecanismos moleculares y celulares involucrados en la morfogénesis dental; por ello se buscan diferentes opciones para facilitar la utilización de MSCs como tratamiento clínico de enfermedades periodontales y traumas bucales funcionales. La estandarización de protocolos para la obtención de ASCs autólogas de diferentes tejidos, eliminará problemas de rechazo inmunológico, permitiendo una completa regeneración funcional de los tejidos de la cavidad bucal

Lewy Body-like Pathology and Loss of Dopaminergic Neurons in Midbrain Organoids Derived from Familial Parkinson’s Disease Patient

Progressive accumulation of α-Synuclein (αSyn) in Lewy bodies (LBs) and loss of dopaminergic (DA) neurons are the hallmark pathological features of Parkinson’s disease (PD). Although currently available in vitro and in vivo models have provided crucial information about PD pathogenesis, the mechanistic link between the progressive accumulation of αSyn into LBs and the loss of DA neurons is still unclear. To address this, it is critical to model LB formation and DA neuron loss, the two key neuropathological aspects of PD, in a relevant in vitro system. In this study, we developed a human midbrain-like organoid (hMBO) model of PD. We demonstrated that hMBOs generated from induced pluripotent stem cells (hiPSCs), derived from a familial PD (fPD) patient carrying αSyn gene (SNCA) triplication accumulate pathological αSyn over time. These cytoplasmic inclusions spatially and morphologically resembled diverse stages of LB formation and were composed of key markers of LBs. Importantly, the progressive accumulation of pathological αSyn was paralleled by the loss of DA neurons and elevated apoptosis. The model developed in this study will complement the existing in vitro models of PD and will provide a unique platform to study the spatiotemporal events governing LB formation and their relation with neurodegeneration. Furthermore, this model will also be beneficial for in vitro screening and the development of therapeutic compounds

Caracterización de los procesos de obtención, transporte, procesamiento y criopreservación de las muestras de sangre de cordón umbilical, obtenidas de enero de 2006 a febrero de 2008 en el banco de células Stem de Colombia

Umbilical cord blood has gone from being a biological waste to being a potential source of hematopoietic stem cells with regenerative capacity, making, processing and cryopreservation after collection under conditions that ensure their use is key to a successful transplant. The storage of hematopoietic stem cells from umbilical cord blood banks is conducted in both public and private character. Our objective was to analyze the experience of a bank of umbilical cord blood in Colombia, which characterizes the processes of production, transportation, processing and cryopreservation. To do this, we designed a case-series study, which analyzed 1080 records from the database of Stem Cell Bank of Colombia SA.This analysis showed that the time elapsed before the processing of the samples was less than 12.7 ± 10.3 hours and the average volume from 68.2 ± 27.6 mL, the initial count of nucleated cells averaged 1.03 x 109 cm / mm3, with an absolute value of cryopreserved CD34 + of 161.7 ± 199.7 cell / uL, the percentage of CD34 + cells from the samples was 0.228%, 88.6% of the studied samples had a viability rate higher than 95%, 21 samples corresponding to 1.9% had positive blood cultures and 100% of serological tests for infectious diseases were negative.La sangre de cordón umbilical ha pasado de ser un desecho biológico a ser una fuente potencial de células madre hematopoyéticas con capacidad regenerativa, por lo cual, el procesamiento y criopreservación después de su obtención en condiciones que garanticen su utilización es clave en un transplante exitoso. El almacenamiento de células madre hematopoyéticas de sangre de cordón umbilical es realizado tanto en bancos de carácter público como privado. Nuestro objetivo fue realizar un análisis de la experiencia de un banco de sangre de cordón umbilical en Colombia, en el cual se caracterizaron los procesos de obtención, transporte, procesamiento y criopreservación. Para ello se diseñó un estudio de serie de casos, en el que se analizaron 1080 registros de la base de datos del Banco de Células Stem de Colombia S.A.Este análisis evidenció que el tiempo transcurrido antes del procesamiento de las muestras fue menor de 12.7±10.3 horas y el volumen promedio de 68,2±27,6 mL; el recuento inicial de células nucleadas tuvo un promedio de 1,03 x 109 cm/ mm3, con un valor absoluto de CD34+ criopreservadas de 161,7±199,7cel/μL, el porcentaje de células CD34+ de las muestras fue de 0,228%, el 88,6% de las muestras estudiadas tenían un porcentaje de viabilidad superior al 95%, 21 muestras que corresponden al 1,9% presentaron hemocultivo positivo y el 100% de las pruebas serológicas para enfermedades infectocontagiosas fueron negativas