Las partículas magnéticas de óxido de hierro podrían usarse para ayudar a los médicos a dirigir las células madre a partes particulares del cuerpo. Aquí, se aplicó una barra magnética a la cola durante la inyección. De lo contrario, la mayoría de las células (marcadas con un tinte fluorescente) terminan en el hígado y los pulmones.
Los imanes podrían ser una herramienta para dirigir los poderes curativos de las células madre para tratar afecciones como enfermedades cardíacas o vasculares.
Al alimentar a las células madre con partículas diminutas de óxido de hierro, Los científicos de Emory y Georgia Tech pueden usar imanes para atraer las células a un lugar particular del cuerpo después de la inyección intravenosa.
Los resultados se publican en línea en la revista. Pequeña y aparecerá en un próximo número.
El artículo fue el resultado de la colaboración entre los laboratorios de W. Robert Taylor, MARYLAND, Doctor, y Gang Bao, Doctor. Taylor es profesor de medicina e ingeniería biomédica y director de la División de Cardiología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Emory. Bao es profesor en el Departamento de Ingeniería Biomédica Wallace H. Coulter en Georgia Tech y Emory University.
Los coautores del artículo son los becarios postdoctorales Natalia Landazuri, Doctor, y Sheng Tong, Doctor. Landazuri se encuentra ahora en el Instituto Karolinska en Suecia.
El tipo de células utilizadas en el estudio, células madre mesenquimales, no son células madre embrionarias. Las células madre mesenquimales pueden obtenerse fácilmente de tejidos adultos como la médula ósea o la grasa. Son capaces de convertirse en hueso, células de grasa y cartílago, pero no otros tipos de células como los músculos o el cerebro. Secretan una variedad de factores nutritivos y antiinflamatorios, lo que podría convertirlos en herramientas valiosas para el tratamiento de afecciones como enfermedades cardiovasculares o trastornos autoinmunes.
Las nanopartículas de óxido de hierro ya están aprobadas por la FDA para fines de diagnóstico con resonancia magnética (resonancia magnética). Otros científicos han intentado cargar células madre con partículas similares, pero descubrió que el recubrimiento de las partículas era tóxico o cambiaba las propiedades de las células. Las nanopartículas utilizadas en este estudio tienen un recubrimiento de polietilenglicol que protege a la célula del daño. Otra característica única es que el equipo de Emory / Tech utilizó un campo magnético para empujar las partículas hacia las células. en lugar de los agentes químicos utilizados anteriormente.
"Pudimos cargar las células con muchas de estas nanopartículas y demostramos claramente que las células no estaban dañadas, "Dice Taylor." El recubrimiento es único y, por lo tanto, no hubo cambios en la viabilidad y, quizás, lo que es aún más importante, no vimos ningún cambio en las características de las células madre, como su capacidad de diferenciación ".
"Este fue esencialmente un experimento de prueba de principio. En última instancia, los apuntaríamos a una extremidad en particular, un vaso sanguíneo anormal o incluso el corazón ".
Las partículas se recubren con el polímero no tóxico polietilenglicol, y tienen un núcleo de óxido de hierro de unos 15 nanómetros de diámetro. Para comparacion, una molécula de ADN tiene 2 nanómetros de ancho y un solo virus de la influenza tiene al menos 100 nanómetros de ancho.
Las partículas parecen atascarse en los lisosomas de las células, que son partes de la célula que descomponen los desechos. Las partículas permanecen en su lugar durante al menos una semana y no se pueden detectar fugas. Los científicos midieron el contenido de hierro en las células una vez cargadas y determinaron que cada célula absorbía aproximadamente 1,5 millones de partículas.
Una vez que las células se cargaron con partículas de óxido de hierro, El equipo de Emory / Tech probó la capacidad de los imanes para empujar las células tanto en cultivos celulares como en animales vivos.
En ratones, un imán de tierras raras en forma de barra podría atraer células madre inyectadas a la cola. El imán se aplicó a la parte de la cola cercana al cuerpo mientras se inyectaban las células. Normalmente, la mayoría de las células madre mesenquimales se depositarían en los pulmones o el hígado.
Para rastrear dónde fueron las células dentro de los ratones, los científicos etiquetaron las células con un tinte fluorescente. Calcularon que la barra magnética hacía que las células madre fueran 6 veces más abundantes en la cola. Además, las propias partículas de óxido de hierro podrían potencialmente usarse para seguir el progreso de las células a través del cuerpo.
"Próximo, planeamos enfocarnos en aplicaciones terapéuticas en modelos animales donde usaremos imanes para dirigir estas células al sitio preciso que se necesita para afectar la reparación y regeneración de nuevos vasos sanguíneos, "Dice Taylor.
