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CÉLULAS MADRE ESPERMATOGONIALES EN EL CONTEXTO DEL NICHO. Al-Asmar Piñar, Nasser; Herrero Zapata, Javier; Iniesta Mirón, Ignacio Liñán Tegedor, Alberto; Reyes Palomares, Arturo; Vallejo Ortega, Jorge. Índice. Concepto Stem Cell y Nicho Nicho de SSCs y sus componentes - PowerPoint PPT Presentation
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CÉLULAS MADRE CÉLULAS MADRE ESPERMATOGONIALES EN EL ESPERMATOGONIALES EN EL
CONTEXTO DEL NICHOCONTEXTO DEL NICHO
Al-Asmar Piñar, Nasser; Herrero Zapata, Javier; Iniesta Mirón, IgnacioLiñán Tegedor, Alberto; Reyes Palomares, Arturo; Vallejo Ortega, Jorge
Índice
1. Concepto Stem Cell y Nicho
2. Nicho de SSCs y sus componentes
3. El nicho como diana terapéutica
4. Modelización computacional
5. Conclusiones
Concepto SSC
Las células madre son células indiferenciadas con los siguientes
comportamientos:
Quiescencia y autorenovación
Multiplicación Diferenciación
Olive y Cuzin, 2005
Apoptosis o migración
Autorenovación (división simétrica)
Diferenciación (división
asimétrica)
Quiescencia
El nicho de las células madre es el compartimento anatómico que
suministra señales a las mismas controlando su autorenovación, tasa de
proliferación y destino (linaje celular).
El nicho de las SSCs
Ogawa, 2008
El nicho de las SSCs
Componentes del nicho de las SSCs
SSCs
Células de Sertoli
Membrana basal
Factores solubles
Vasculatura
Shetty et al, 2007
El nicho de las SSCs
Células de Sertoli
GDNF
ERM
SCF
mantenimiento
diferenciación
Hess et al, 2006
Aplicaciones de las SSCs
Preservación de la
fertilidad
Terapia genética
transgeneracional
Generación de células
pluripotentes
Brinster, 2007
Transplante de SSCs
Éxito Cuando SSCs viajan desde el lumen hasta membrana basal
(Homing).
Opción terapéutica Autotransplante para preservación de la fertilidad.
McLean, 2005
Transplante de SSCs
Dificultades para la aplicación clínica:
Bajo porcentaje SSCs
Protocolos crioconservación (experimental)
Riesgo de reinfección con células cancerosas
No se conocen marcadores específicos SSCs humanas
Daños por quimio/radioterapia en los nichos
Estrés físico y psicológico debido a intervenciones adicionales
La distribución SSCs más indiferenciadas, coincide con el patrón vascular.
El NICHO: vasculatura
Nicho: restrictivo / proliferativo
¿Quién llama a quien?vasculatura llama a las SSCs o al revés.
Yoshida et al, 2007
El NICHO y la edad
-El resultado depende de la edad del receptor.
-Receptores pup reanudaron espermatogénesis y tuvieron descendencia, pero no los adultos.
-Se piensa que es debido al efecto de las células de Sertoli sobre las SSCs.
Shinohara et al, 2001
Factor de la edad enel trasplante de SSCs
El NICHO: las células de Sertoli
- Células de Sertoli se multiplican aumentando su número hasta
prepubertad
- Cuando mantienen su nº constante para el resto de la vida
- Cada cel. de Sertoli es el nicho de un nº determinado de SSCs
- Si existen pocas cel. de Sertoli pocas SSCs
- Pocas SSCs Azoospermia u Oligozoospermia
- Posible solución transplante de células de Sertoli
El NICHO como diana terapéutica
-Sl; sin SCF, ligando receptor c-kit (células de Sertoli)
-W; sin receptor c-kit (célula germinal)
2 tipos de ratones infertiles
-Transplante de células de Sertoli de W (donante) dentro de Sl (receptor) espermatogénesis en 54% testículos, producción de espermátidas elongadas
-Con espermátidas, se hizo ICSI
Kanatsu-Shinohara et al, 2005
Un marco teórico para empezar ¿Por qué?
Para facilitar el planteamiento de hipótesis por las que explicar y asociar una gran cantidad de los fenómenos observados en el comportamiento de las SCs.
Permite lanzar predicciones que ayudan directamente a sacar conclusiones de la investigación o anticipar las consecuencias de manipular el sistema de estudio.
Puede aplicarse a los distintos nichos de los tejidos, facilitándose la identificación de similitudes entre los principios de construcción.
Conocimiento, respecto a:
Número
Diferenciación hacia un linaje o tipo celular
Células madre como terapia ¿Qué hace falta?
Respuesta y comportamiento
Células madre como terapia ¿Qué hace falta?
Simplificación conceptual
factores intrínsecos determinan destino celular.
Tendencia clásica
¿PROBLEMAS?
Difícil identificar SSCs
Son muchas SSCs interactuando
1 recorrido 1 linaje
PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE
“aleatorio”
Dificultad para controlar
Difícil predecir
¿Contextualizar esta complejidad?
NICHO
Otro punto de vista
UN LENGUAJE ESTANDAR Reproducibilidad
Nicho entidad de estudio
¿Qué hace falta?
IDENTIFICAR EL NICHO
Establecer CONEXIONES entre ELEMENTOS del
NICHO
DESARROLLAR MODELOS
Requisitos de un modelo
- Población fluctuante de células autoorganizadas- Población fluctuante de células autoorganizadas
- Entidades dinámicas y ubicadas en el espacio.- Entidades dinámicas y ubicadas en el espacio.
- “COMPLETO” la proliferación, diferenciación celular y mantenimiento del nicho en si mismo.
- “COMPLETO” la proliferación, diferenciación celular y mantenimiento del nicho en si mismo.
-LOS MODELOS DEBEN SER ROBUSTOS HOMEOSTASIS INTACTA IN VIVO
VARIACIONES DE LA SITUACIÓN NORMAL IN VIVO
VARIACIONES QUE REQUIERA LA CONDICIÓN IN VITRO
CONDICIONES EXPERIMENTALES
CONDICIONES EXPERIMENTALES
Mayor VERSATILIDAD
Mayor VERSATILIDAD
Potencial de autorenovación
Pérdida gradual e irreversible del potencial de autorenovación.
Pérdida gradual e irreversible del potencial de autorenovación.
No autorenovación de las células diferenciadas
No autorenovación de las células diferenciadas
LA CLAVE ESTÁ EN EL NICHO
Diferenciación
Dominancia factores específicos de linaje celular
Ngn 3Sohlh 1 Sohlh 1
Coexpresión antagónica (diferenciación/indiferenciación)
”Proceso competencia”
Dinámica celular e intracelular (Integración de conceptos)
AMBIENTE PROGRESIVO (Paredes túbulos seminíferos)
AMBIENTE RESTRICTIVO (Intersticios)
Ejemplos
AUTOMATAS CELULARES
ESPACIO DE FASES
CONCLUSIONES
La ausencia de marcadores específicos moleculares para las SSCs dificulta la detección y aislamiento de estas células.
Se han descrito algunos componentes del nicho de las SSCs como las células de Sertoli, la membrana basal del túbulo seminífero, las células mioides peritubulares y las señales externas, que influyen en el comportamiento de las SSCs.
Los estudios realizados en ratón demuestran que el transplante de SSCs es un tratamiento eficaz para restaurar la fertilidad. Harían falta más estudios para poder aplicar esta técnica en preservación de la fertilidad en humanos.
El nicho de las SSCs puede ser usado como diana terapéutica. La esterilidad pueden ser corregida por transplante de células de Sertoli.
El concepto clásico de SC aislada y estática se ha quedado obsoleto. Es necesario un contexto sistémico y dinámico, como el nicho, para entender su comportamiento.
Los modelos computacionales pueden ayudar al estudio de las SCs en el contexo del nicho. Facilitan el planteamiento de hipótesis, predicen o anticipan las consecuencias de manipular el sistema de estudio y permiten identificar un principio común en la construcción de los distintos nichos.
CONCLUSIONES
CÉLULAS MADRE CÉLULAS MADRE ESPERMATOGONIALES EN EL ESPERMATOGONIALES EN EL
CONTEXTO DEL NICHOCONTEXTO DEL NICHO
G R A C I A SG R A C I A S
